九年级物理教案上册.docx
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九年级物理教案上册
第十一章简单机械和功
课题
11－1杠杆
课时
四课时
教
学
目
标
初步认识杠杆，了解杠杆的应用，会将杠杆分类，能用探究的方法研究杠杆的平衡条件，并能用来进行简单的计算。
会正确画出杠杆的示意图，并能进行简单的小制作。
培养学生科学探究能力、作图能力、概括总结的能力。
教学重点
与难点
重点：
有关杠杆的名词、探究杠杆的平衡条件、杠杆示意图的画法。
难点：
杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法。
教
具
木板、木块、图钉、羊脚锤、尖嘴钳、螺丝刀
铁架台、杠杆、钩码、弹簧测力计
教学过程
互动与反馈
第一课时：
一、初步认识杠杆
1.提出问题：
⑴展示木板上的图钉，想出办法怎样可以将其把出来？
⑵在这些方法中，哪一种方法最省力？
⑶观察开瓶扳手、衣服夹子使用时的特点。
⑷指出用上述方法时，有什么共同之处？
2．得出杠杆的定义：
一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。
3．关于杠杆的名词：
支点O：
杠杆绕其转动的固定点。
动力F1：
使杠杆转动的力。
阻力F2：
阻碍杠杆转动的力。
动力臂l1：
从支点到动力作用线的垂直距离。
阻力臂l2：
从支点到阻力作用线的垂直距离。
4．讲解杠杆示意图的画法：
例题：
画出用螺丝刀撬图钉的杠杆示意图。
先找支点O；再确定动力、阻力的作用点；交待判断动力、阻力方向的方法。
说明力臂的画法有两种：
一种用带箭头的细线表示，另一种用虚线加大括号表示。
指出什么是力的作用线。
可以用螺丝刀、羊脚锤、尖嘴钳等工具。
螺丝刀最省力。
5．总结本课时内容。
6．作业：
1.画出下图所示杠杆力F1和F2的力臂。
2.画出下图所示的扳鱼网的杠杆示意图，并标出动力和阻力臂。
第二课时：
巩固杠杆示意图的画法，学习画最省力的杠杆
1．纠正作业中存在的问题，强调：
⑴阻力、动力的作用点一定要画在杠杆上；
⑵由重力产生的阻力，要注意阻力的作用点一定在杠杆上，而不是画在物体的重心上。
2．复习提问：
杠杆的定义、、力臂的概念
3．让学生找出开瓶扳手的支点，并画出阻力F2，交待支点和阻力作用点及阻力方向的确定方法。
4．讲解例1：
如图所示的弯曲杠杆A端吊一重物G，要想在B端加一
最小的力F，使AO（O为支点）保持水平平衡，试画出此力的方向和力臂。
先利用杠杆的平衡条件，说明当阻力和阻力臂一定时，要
想动力最小，一定是动力臂最大。
支点与力的作用点的连线作力臂时，力臂最大。
5．讲解例2：
画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。
利用这个变式，再次强调欲使力最小，必须力臂最大。
6．总结本课时内容，布置作业：
⑴画出用羊角锤拔钉子时的杠杆示意图。
⑵如图所示，用最小的力把重油桶推上台阶，推力的作用点在何处？
方向如何？
在图上分别画出支点、重力、推力及它们的力臂。
第三课时：
分组实验
三、探究杠杆的平衡条件
1．介绍探究杠杆平衡条件实验中所用的杠杆。
2．讲清：
⑴什么是杠杆的平衡状态：
静止或匀速转动。
⑵调节杠杆平衡的方法：
左沉右调
⑶为什么要在水平位置平衡？
a.便于直接读出力臂的大小b.使杠杆的自重落在支点
3．分三种情况探究杠杆的平衡情况，并将结果记入表格中：
测量次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
⑴钩码和弹簧测力计的位置保持不变，改变钩码的数量，观察弹簧测力计的示数如何变化？
⑵钩码的数量和位置保持不变，改变弹簧测力计的位置，观察弹簧测力计的示数如何变化？
⑶钩码数量和弹簧测力计的位置保持不变，改变钩码的位置，观察弹簧测力计的示数如何变化？
4．让学生分析表中的数据，得出结论。
补充实验：
让动力和阻力位居同侧，用弹簧测力计竖直向上拉动杠杆和斜向上拉动杠杆，比较拉力的大小是否相同，想一想为什么？
5．指出：
古希腊学者阿基米德首先总结出了杠杆的平衡条件：
F1l1=F2l2
并发出了“给我支点，我可以撬动地球”的豪言壮语。
四、杠杆的应用和分类
1．省力杠杆：
动力臂大于阻力臂，平衡时，动力小于阻力
2．费力杠杆：
动力臂小于阻力臂，平衡时，动力大于阻力
3．等臂杠杆：
动力臂等于阻力臂，平衡时，动力等于阻力
以上诸条先让学生归纳总结，再举出应用的实例。
练习：
对课本P23的常见器具进行杠杆分类，并说出分类原则。
作业：
课本P26⑴⑵
交待力臂的画法：
用直角三角板一边沿力的作用线，另一边过原点O。
最省力的方式是力臂最长。
找出用开瓶扳手打开瓶盖时的支点、动力、阻力，并画出动力和阻力的方向
注意支点的确定方法。
记入笔记。
不要认为动力和阻力一定不会作用在一点上。
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
斜拉时杠杆的力臂变小，所以力要变大。
应用举例：
（请学生回答）
手推车、船浆等
筷子、理发剪刀等
天平
第四课时：
五、有关杠杆的计算
例1．课本例题估算大象的质量。
解：
铁笼对杠杆的拉力F2与大象所受重力大小相等（铁笼重不计）：
F2=mg
大象质量为：
例2．密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一．当B端挂5N的重物G时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图8所示，则此直尺受到的重力是（）
A.2.5NB.5NC.10ND.无法确定
答案：
C
六、有关杠杆的简答题
例3．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。
他们经过实验，获得了下述数据：
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
4
5
5
4
于是，他们认为自己的猜想得到了验证，你认为他们的实验过程存在什么问题？
【答】实验不能只凭一组数据得到结论，必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论；单位不同的两个物理量不能直接相加。
强调研究对象，指出阻力F2与大象重力的不同。
判断杠杆平衡要先正确的找出力臂。
均匀物体的重心在它的几何中心。
【讨论】这是一道探究“杠杆平衡条件”的实验题，。
该组同学根据对提出的问题猜想设计并进行实验，记录了实验数据，再经过分析归纳得出结论，符合科学探究的一般过程。
该组同学在探究时，只收集了一组数据，而这组数据又恰好符合他们的猜想，因此得出他们的猜想是正确的。
这个结论是不科学的。
因为一组数据具有偶然性，要得出规律必须通过对多次实验数据的分析归纳，找到共同的规律才能得出结论。
课外作业：
1．如图所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆自重不计，AO=BO，在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段在水平位置时保持平衡，这时在B端需施加最小的力为F1；若使BO段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B端需施加
最小的力为F2，则（）
A．FlF2
C．F1=F2D．无法比较
答案：
B
2．将大桥的结构进行简化，取其部分可抽象成如图所示的模型。
（1）可以看出它用到了杠杆的相关知识。
其中O是_______，是，代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力。
（2）为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当增加塔桥的高度。
请分析原的目的。
教学后记:
这是简单机械的第一节内容，且内容较难，为了让学生更好的掌握，所以花费较长时间，学生掌握一般，实际应用上较差。
让学生练习将生活、社会生产中的物理问题转化为简单的物理模型，用物理知识解释。
作业反馈：
课题
11－2滑轮
课时
两课时
教
学
目
标
初步认识定滑轮和动滑轮，了解这两种滑轮在生活和实际中的应用。
明确定滑轮和动滑轮的实质是变形杠杆。
知道定滑轮和动滑轮组合在一起使用可以组成滑轮组，达到既省力又能改变力的方向的目的。
通过本节的学习，初步了解透过现象看本质的思想方法。
教学重
点与难点
重点：
定滑轮和动滑轮的特点及它们的实质
难点：
动滑轮的瞬时支点的确定方法
根据设计要求，连接滑轮组的绕绳方法
教
具
铁架台、滑轮两个、长细绳、钩码四个、
滑轮组（由两个滑轮组成的）两个
教学过程
互动与反馈
第一课时：
定滑轮和动滑轮的特点
一、初步认识滑轮
1．提出问题：
如何把木料运到楼上？
做一做：
选择合适的器材做一个模型，试一试能否实现自己的设想。
2．介绍滑轮的结构：
主要部分是能绕轴转动的轮子。
观察使用时的情景：
a.使用时滑轮轴的位置固定不动；这种滑轮称为定滑轮；
b.使用时轴的位置随被拉物体一起运动，这种滑轮称为动滑轮。
3.请学生举出生活和生产中应用滑轮的实例，并指出分别是哪一种滑轮。
4.说明滑轮是一种简单机械。
二、探究使用定滑轮的特点
1．按右图所示方式组装定滑轮。
2．在它的左侧挂钩码，右侧竖直向下拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。
（将实验数据记录在表中）
3．改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。
旗杆顶端的滑轮、塔吊提起重物时下端的动滑轮、电梯上的滑轮等。
4．改变钩码的个数，重做上述实验。
实验次数
钩码所受的重力F2/N
弹簧测力计的示数F1/N
1
2
3
5．分析表中的数据，得出的结论是：
使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。
三、探究使用定滑轮的特点
1．按右图所示方式组装动滑轮。
2．竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡态，读出弹簧测力计示数，并思考这个示数与钩码所受重力的关系。
（将实验数据记录在表中）
3．改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。
实验次数
钩码所受的重力F2/N
弹簧测力计的示数F1/N
1
2
3
4．分析表中的数据，得出的结论是：
使用动滑轮能省一半力，但不能改变动力的方向。
补充实验：
改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。
四、课堂练习和作业：
1．工厂为了搬运一个笨重的机器进车间，某工人设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面），其中最省力的方案是（）
可以发现，当弹簧测力计斜向上拉时，拉力的示数会变大。
【答】C
2.如图所示，用滑轮按甲、乙、丙三种方式拉同一重物在相同的水平面上做匀速直线运动，拉力分别为F1、F2、F3，比较它们的大小，其中正确的是（）
A．F1=F2=F3B．F1＜F2＜F3
C．F1＜F3＜F2D．F3＜F1＜F2
3．课本P31⑴
课课练第二节
第二课时：
定、动滑轮的实质及滑轮组的组装与特点
一、纠正作业中的错误：
1．滑轮的识别，尤其是乙图中的滑轮，它是动滑轮，作用力作用在中心的轴上，虽然费力但是省距离。
2．讲清动滑轮重力不能忽略的情况下，如何判断绳子自由端的拉力。
二、讨论定滑轮和动滑轮的实质
1．回忆杠杆的五个要素，找出定滑轮支点，确定其动力臂和阻力臂的大小关系。
2．请学生根据以上分析，解释为什么斜着拉动重物时，拉力的大小不变。
3．得出结论：
定滑轮实质是一个等臂的杠杆。
4．找出动滑轮的支点，强调这是一个瞬时支点，拉力的方向一定要竖直向上，确定其动力臂和阻力臂，并比较其的大小关系。
（动力臂是阻力臂的2倍）
5．请学生进一步分析，解释为什么斜着拉动重物时，拉力的大小会变大（动力臂变小）。
6．得出结论：
动滑轮实质是一种能省力的杠杆。
【答】B
三、滑轮组
1．定义：
将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组。
2．特点：
既能省力又能改变力的方向
重物和动滑轮的重力由几段绳子承担，提起重物所用的力就是物重的几分之一。
四、简单滑轮组的设计与组装
组装口诀：
单从动，双从定，从里向外绕。
例：
按照要求组装下列滑轮组。
（动滑轮自重不计）
⑴用G/2的力提起重物；
⑵用G/3的力提起重物。
五、课堂练习：
如图所示，每个钩码的质量是50g，滑块A在钩码的作用下恰能沿水平面匀速滑动，那么滑块A受到的摩擦力是（）
A．2．94N
B．1．96N
C．0．98N
D．0．49N
六、作业：
1．标出甲、乙滑轮的支点O，并画出动力臂和阻力臂。
2．1．人站在二楼阳台上，要将楼下700N的重物拉上来，绳子的最大承重是300N，应怎样设计滑轮组，能将重物提起且使用滑轮的个数最少（滑轮重及摩擦不计）?
教学后记:
本课是介绍滑轮的简单知识，关于滑轮组绕线学生掌握较差。
课题
11-3功
课时
两课时
教
学
目
标
探究什么是物理学中的功，知道物体做功的两个必要条件，知道功在国际单位制中的单位。
能根据物体做功的两个必要条件判断力对物体是否做功，会用公式计算功的大小。
体会到简单机械给人们带来方便和快捷，能从功的角度理解使用简单机械“省力”和“省距离”之间的辨证关系。
教学重点与难
点
重点：
功的概念和物体做功的两个必要条件；
运用公式进行简单的功的计算。
难点：
正确判断力是否对物体做功。
教具
斜面、小车、砝码、木块、弹簧测力计、刻度尺
教学过程
互动与反馈
第一课时：
功的基础知识
一、课题引入
1．回顾利用动滑轮提升重物，可以省力，但要费距离；利用定滑轮提升重物，不能省力，但也没有多移动距离。
2．分析杠杆省力与省距离之间的关系。
3．提出有没有既省力又省距离的杠杆？
二、探究斜面
1．介绍所要探究的斜面的实验装置，并装配好。
2.提出问题：
⑴需要测量哪些物理量，可以解决我们需要探究的问题？
（小车及砝码的重力、匀速拉动小车时的拉力、斜面的长度、斜面的高度）
⑵拉动小车时要注意什么？
3．请同学们设计记录实验数据的表格：
测量次数
F/N
s/m
G/N
h/m
Fs/（N·m）
Gh/（N·m）
⑴
⑵
⑶
4．进行实验将实验数据纪录在表格中。
5．分析表格中的数据，引导学生得出实验结论。
请学生回答。
由学生先讨论再回答。
结论：
Fs与Gh近似相等；Fs略大于Gh。
三、关于功的概念
1．进一步分析实验结论，得出：
不考虑摩擦等阻力影响，没有既省力又省距离的机械。
2．指出：
力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有物理意义的量，物理学中称为机械功，简称功。
3．功的计算公式：
W=Fs
W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离。
4．在国际单位制中，功的单位：
焦耳，符号：
J
1J=1N·m
功的单位是为了纪念英国物理学家焦耳在科学中的贡献而命名的。
5．提出1J的功有多大？
从地上拿起一只约50g的鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，做功大约1J。
四、总结本课时内容，课堂练习：
例1.如图，李萍同学将同一物体分别沿倾角不同的光滑斜面推上
同一高度，则李萍做功（）
A．沿AD推力做功较多
B．沿BD推力做功较多
C．沿CD推力做功较多
D．沿AD、BD、CD推力做功一样多
例2．如图所示，在平地上，用50N的水平推力推动重100N的箱子，前进了10m，推箱子的小朋友做了多少功？
如果把这个箱子匀速举高1.5m，他做了多少功？
五、作业：
课本P34⑴⑵⑶
第二课时：
功的知识巩固、习题课
一、回顾功的计算公式、单位，请学生回答。
二、根据做功的两个必要条件，判断是否对物体做功。
1．明确做功的两个必要条件：
一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定距离
2．强调判断是否对物体做功，两个必要条件缺一不可。
3．例举下列三种情况，判断对物体有没有做功：
①物体受力的作用，但在力的方向上没有通过一定距离；
②物体由于惯性通过了一段距离，但在运动方向上没有受到力的作用；
③物体受到的力的方向与物体运动的方向始终垂直。
三、识别物体是否做功
例1．下列实际情况中，人对物体做功的是（）
A.人肩上扛着重物，在水平路上匀速前进了一段距离
B.举重运动员将杠铃举在头顶稳稳地停留3s的过程中
C．人手提着重物，在斜坡上匀速前进了一段距离
D.人脚踢出的足球，在草地上滚动了10m的过程中
例2．观察图片，判断下列几种情况是否对物体做了功？
⑴司机用力推汽车，但汽车纹丝不动；
⑵足球在草地上滚了一段距离；
⑶学生背着书包在水平路面上匀速前进；
⑷女孩把一箱报刊搬起来。
例3．在下图的四种情境中，人对物体做功的是（）
四、关于功的计算
1．讲解课本上的例题
2．重G的物体在水平地面上受水平向右的恒定拉力F作用时，由A移动到B，又移动到C，如图所示。
已知AB段较粗糙，BC段较光滑，且
＝2
。
设拉力F在A→B的过程中做功W1，在B→C的过程中做功W2，则关于W1、W2大小关系正确的是（）
A．W1：
W2＝l：
lB．W1：
W2＝1：
2
C.W1：
W2＝2：
1D．少条件，不好判断大小关系
三、估算及用等效替代的思想方法解决实际应用问题
例题：
大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功?
（）
A．200J B．300JC．400JD．500J
四、课堂综合练习
1．放学后，某同学背着重40N的书包沿水平路面走了200m，又登上大约10m高的四楼才回到家，则他在回家过程中对书包所做
的功约为 （ ）
A．0JB．400JC．2000JD．2400J
2．一个体重为500N的同学骑自行车上学，在水平路面上以4m/s的速度匀速行驶，有关数据如下表所示。
自行车净重
200N
行驶过程中轮胎与地面接触的总面积
1×10－2m2
匀速行驶过程中的总阻力
30N
车轮直径
0.61m
轮胎承受的最大气压
1.2×105Pa
⑴在车行驶过程中，车对地面的压强是多大？
⑵该同学骑车沿直线匀速行驶10min做了多少功？
五、作业：
复习
教学后记
功和功率是初中物理的一个难点，尤其是所涉及的计算，学生掌握不太好。
学生无法分辨出物体所受力到底在什么方向上？
通过多少距离？
有没有做功？
做多少功？
一旦题目力或者距离的数据多一个，学生就不能正确的辨别了。
让学生利用功的公式进行推导，并对相应的物理量进行估算。
请学生回答，并说明理由。
答案：
C
⑴没有
⑵没有
⑶没有
⑷做功
答案：
D
请学生分析：
水桶受力、力的作用点移动的距离，并计算出功的大小。
答案：
B
强调功的大小与接触面的粗糙程度无关。
答案：
A
答案：
B
复习回忆有关压强、压力的概念。
答案：
⑴7×104Pa
⑵7.2×104J
课题
11-4功率
课时
两课时
教
学
目
标
知道功率是描述物体做功快慢的物理量。
理解功率的物理意义，掌握功率的计算公式、单位。
能通过实例、作图等多种方式来描述功率，能用公式计算功率。
会设计实验，估测功率。
知道功和功率相互间的关系。
在实践活动中培养学生运用物理知识的能力
教学重
点与难
点
重点：
功率的概念和物理意义
难点：
设计实验估测人的功率
教
具
体重计、秒表、刻度尺
教学过程
互动与反馈
第一课时：
功率的基础知识
一、新课导入
问题1：
小明的教室在五楼，通常上楼需要1.5min，一次他跑步上楼只用了40s，请问：
⑴小明在两种情况下，做的功是否相同？
⑵你认为这两种上楼方法从物理的角度思考，有什么不同？
问题2：
有一堆沙子约1t，要送到七楼上去，一种方法是把它们装在桶里，一桶一桶的抬上去；另一种方法使用小型塔吊一次吊到七楼。
你认为两种情况下，对沙子做功是否相同？
说出你的理由。
用这两种方法运送沙子，所用的时间是否相同？
哪一个快？
得出：
为了描述做功的快慢，需要引进一个新的物理量___功率
二、关于功率的概念
1．用速度可以表示物体运动快慢来类比，讲述功率的定义：
单位时间内做的功叫做功率。
用字母P来表示。
2．功率的计算公式：
3．功率的单位：
在国际单位制中叫瓦特,简称瓦，用符号W表示。
1W=1J/s
（瓦特：
英国工程师、发明家）
请学生思考和回答。
4．在工程技术中，功率常用的单位还有：
千瓦（kW）、兆瓦（MW）
换算关系：
1kW=103W1MW=106W
三、介绍一些常见物体的功率：
课本P36记住人平时骑自行车的功率约为60～80W.
四、关于功率计算的典型例题
例1．下列说法中正确的是（）
A．物体做的功越多，则功率就越大
B．物体做功的时间越短，则功率越大
C．在相同的时间内做的功越多，功率越大
D．功率越大，则做功越多
例2．甲、乙两同学进行爬杆比赛．爬到杆顶时，甲用了9s，乙用了10s，甲、乙两人质量之比是5：
6，则他们爬竿的功率之比P甲：
P乙等于（）．
A．3：
4B．4：
3C．25：
27D．27：
25
例3．某人用如图所示的牵引装置来锻炼关节的功能，重物的质量为3kg，若小腿拉绳使重物在3s内匀速上升0.5m，求：
①小腿对绳的拉力。
②绳拉重物的功率。
五、课堂练习：
1．如右图所示，是甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图像。
由图可知，甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较，正确的是（）
A．P甲＜P乙B．P甲＞P乙
C．P甲=P乙D．无法比较确定
【答】本题选B
2．如图所示．某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆，他的重心在A点，重力为500N，那么他将身体撑起，双手对地面的压力至少_______N。
若他在lmin内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少______W。
【答】30060
六、小结和作业：
课本P38⑴⑵⑶
第二课时：
实验“估测人的功率”及功和功率的初步综合练习
一、设计、实施估测人的功率的实验
1．回顾功率的计算公式
2．在现代生活中，在制定健身训练计划时，常常要测出在正常情况下人的功率。
指出在学校里，可以利用台阶进行测量。
3．请同学根据学过的知识回答：
⑴需要测量哪些物理量，可以测出人的功率？
⑵所需要的测量工具是什么？
⑶计算功率的表达式是怎样的？
⑷设计出记录表格
实验
次数
重力G/N
台阶数
n
一级台阶高度h/m
时间
t/s
功率P/W
1
2
3
升级会员 