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第十二章 力与机械
一、单元目的
1、知识与技能目标:
(1)知道弹力,会使用弹簧测力计和弹簧测力计的读数。会画重力的示意图。
(2)理解研究滑动摩擦力的大小与那些因素有关的实验。
(3)能从现实生活中感受杠杆,理解力臂,会画有关杠杆受力的力臂。
(4)会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题。
(5)知道定、动滑轮和滑轮组的特点及作用,会组装滑轮组。
(6)能联系实际体会简单机械在现实中的广泛运用。
2、过程与方法目标:
(1)培养学生运用物理语言分析问题和表达观点的能力。
(2)学会研究物理问题的科学方法和学习方法。
3、情感、态度与价值观目标:形成积极向上,团结协作的学习氛围,学会与同伴的合作交流
二、单元的重点和难点
重点:力的示意图;力臂的知识,杠杆的平衡条件及应用,滑轮及滑轮组省力情况,会画滑轮组的装配图,设计滑轮组。
难点:正确画好力臂,确定滑轮组省力情况,设计滑轮组。
弹力
三、知识梳理摩擦力
重力
力
力 和 机 械
简 单 机 械
四、教学课时:三课时
第一节 弹力
教学目标
一、知识目标
1.知道什么是弹力,弹力产生的条件是什么.
2.能正确使用弹簧测力计.
3.知道形变越大,弹力越大.
二、能力目标
1.通过观察和实验了解弹簧测力计的结构,培养一定的观察能力和初步的分析能力.
2.通过自制测力计及弹簧测力计的使用,掌握弹簧测力计的使用方法.
三、德育目标
通过本节内容的学习,初步认识科学对人类生活的影响,增强学习物理知识、探究自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣.
教学重点:弹簧测力计的正确使用.
教学难点:弹力的概念及产生条件.
教学方法:实验法:通过学生实验,感悟弹力的概念,了解测力计的原理.
分析归纳法:通过观察及实际使用测力计归纳出正确使用测力计的一般方法,并学会使用测力计.
教具准备:弹弓、钢尺、钢锯条、拉力器、弹簧、木板、钩码、铁架台、投影仪等.
课时安排:1课时
教学过程:
一、引入新课
[师](出示玩具弓箭或弹弓)这是同学们小时候玩过的玩具.拉橡皮筋,橡皮筋变长,发生形变,松手后,橡皮筋又恢复了原状.请同学们利用你身边的东西试一试,看还有哪些物体有类似橡皮筋的特性.
(学生活动后汇报)
[生]钢尺或钢锯条,在用力弯时发生形变,撤去外力后恢复原状,
[生]我们平时用的橡皮用力扭时也会发生形变,松开手后又会恢复原状.
[生]女同学扎辫子用的橡皮筋也是用力拉时能变长,松手后恢复原状.
[生]用力按皮球时,球会凹下一个坑,松手后恢复原状.
[师]同学们举出了这么多的例子,这些例子中物体的共同特性是什么?
[生]受力时会发生形变.不受力时又恢复到原来的状态.
[师]我们把物质的这种特性叫做弹性.大家有没有发现有些物质表现的是和弹性不一样的特性呢?
[生]玩橡皮泥时,橡皮泥变形后就不能恢复原状.
[生]玩泥巴时也是一样,撤去外力泥巴也不会变回原来的样子.
[师]像橡皮泥和泥巴这样变形后不能自动恢复原来形状的特性叫做塑性,今天我们重点研究有塑性的物体.
二、进行新课
1.弹力
[师]刚才同学们在弯钢尺、拉橡皮筋(或弹簧)时,有什么感觉呢?
[生]我拉弹簧时,感觉到它对手也有力的作用.
[师]我们把这种力就叫做弹力(elastic forcc),弹力是怎样产生的?它的施力物体是谁呢?请同学们讨论.
[生]我们不拉弹簧也不压弹簧时,弹簧对手就没有作用力,如果用手去压或拉弹簧时,弹簧的形状改变,对手就会有力的作用,所以弹力是由于物体发生形变而产生的力,弹力的施力物体是发生形变的物体.
[生]力的作用是相互的,只要你对别的物体施力,物体肯定也会对你有力的作用,所以我认为物体不发生形变也会有力的作用.
[师](积极鼓励同学们互相辩论,发表不同的意见引导同学们通过实验来分析和解决问题).请同学们一起来观察下面的实验.
[演示]
(1)放在平面上静止的小车,用手推动后运动起来,
力改变了小车的运动状态.
(2)将小车和一端固定、处于自由伸缩状态的弹簧挨放在一起,小车的运动状态不会改变.
(3)将小车和一端固定且被压缩的弹簧挨放在一起,松开弹簧后,弹簧恢复原状,小车向右运动(如右上图)
[师]分析上面的实验,你有什么收获吗?
[生]小车受到力以后运动状态才会改变.和自由伸缩的弹簧挨靠在一起的小车运动状态没有改变,说明弹簧不发生形变时,对车没有力的作用;和被压缩的弹簧靠在一起的小车在弹簧被松开后,在弹簧的作用下运动状态改变,说明受到了弹簧的弹力,说明只有弹簧发生形变,才能产生弹力.
[师]进一步向同学们说明,任何物体只要发生形变就一定会产生弹力,日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,其实质都是弹力.
[师]弹力在生活中有广泛的应用,例如这只小青蛙(出示实物),给它上弦后,放在地上就会自己跳起来(演示),你知道生活中还有哪些地方用到弹力?
(同学们讨论后汇报交流)
[生]我们用的自动铅笔和一些圆珠笔里面要利用弹簧的弹力.
[生]跳水运动中1m板和3 m板的跳水都是利用了弹力.
[生]射箭运动员利用了弓的弹力才能把箭射出去.
[生]撑杆跳高运动员利用了杆形变后产生的弹力.
[生]体操比赛中.跳马运动员利用踏板的弹力才能腾空,跳远运动员也要利用踏板的弹力.
[生]自行车的支架上也有利用弹簧的弹力.
[生]拉力器也是利用了弹簧的弹力.
[师]同学们讲得都非常好.大家能说出这么多利用弹力的例子,说明在乎时的生活中大家一定是注意仔细观察,认真思考了,以后还要继续保持这种好习惯.老师今天正好带来了一个拉力器,同学们有没有兴趣试一试?
(请一名女生和一名男生上台拉动拉力器,提醒全体同学注意观察)
[师]在他们拉这个拉力器的时候,你有什么发现?
[生]他们拉得不一样长,女同学拉得较短,男同学拉得较长.
[师]拉力器被拉的长短不同,说明了什么问题?
[生]长短不同,说明了两个同学力的大小不同.
[生]可以根据弹簧伸长的长度来判定力的大小.
[师]同学们可不可以根据这样的原理来自己制作一个测力计呢?请同学们利用你们桌子上的材料试一试.
2.[探究]弹簧测力计的制作和使用
(学生操作,老师巡视并参与学生的活动,然后各组交流)
[师]请一组同学上台来展示一下你们制作的过程.
[生](1)将一块光洁平整的硬纸板竖直地固定在铁架
上.再将一根带有挂钩的弹簧的上端固定.在纸板上.
弹簧自然下垂时记下弹簧最下端的位置,在纸板上作
好记号.(2)将0.5 N的钩码挂在弹簧上,记下弹簧最
下端的位置并在纸板上作上记号.(3)分别将1 N、1.5 N、
2 N的钩码依次挂在弹簧上,并在硬纸板上分别记下弹簧最
下端对应的位置.(4)在对应的位置上标出所用钩码的重量.这样就做成了一个弹簧测力计.
[师]其他组的同学有不同的地方吗?
[生]将0.5 N、1 N、1.5 N、2 N的钩码挂在弹簧下端时,用刻度尺测量硬纸板上相邻两个记号间的距离是相等的,所以弹簧伸长的长度和所受的力是成正比的,因此我们把每相邻的两个记号间又平均分成了5等份,这样测量可以更精确.
[生]我们组把弹簧下面加了一根线,可以方便挂上物体测量.
[生]我们组在弹簧的最大端固定了一根指针,可以使读数更方便.
[师]老师再在你们共同制作的测力计上加一个拉环,就变成了实验室常用的弹簧测力计.(出示弹簧测力计),同学们来观察一下常用的弹簧测力计的结构.
[生]实验室常用的弹簧测力计由弹簧、挂钩、拉环、刻度、指针等几部分组成.
[师]实验室常用的弹簧测力计和同学们自己制作的测力计比较,有什么不同?
[生]实验室常用的测力计刻度盘是活动的,使用前,如果测力计的指针没有指在零点,可以方便地调整.
[师]现在请一位同学给我们演示一下用弹簧测力计测一个物体的重力,同学们注意观察,看他使用的对不对.
(学生演示,结束后同学们交流)
[生]读数时视线应该和刻度线正对(学生示范).
[生]拿弹簧秤的时候,一般用手拉住吊环而不应该用手抓着外壳.
[生]使用前要先估计被测物重力,以免被测物重力太大,损坏弹簧秤.
[演示]一根弹簧在持续增加的外力作用下被拉直.
[师]刚才同学们看到的演示实验,说明了什么问题?
[生]弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度,即使撤销外力,弹簧也不会恢复原状,所以,使用弹簧时不能超过它的弹性限度,否则会使弹簧损坏.
[师]现在请同学们利用弹簧秤测量文具盒及课本的重力,然后归纳弹簧秤的使用规则.
使用测力计应注意下面几点:
(1)所测的力不能大于测力计的测量限度,以免损坏测力计.
(2)使用前,如果测力计的指针没有指在零点,那么应该将弹簧秤的指针调到零点.
(3)使用时力的方向必须和弹簧的轴线方向一致,使弹簧秤能自由伸缩而不受阻碍、若指针与外壳有摩擦,应及时消除.
(4)观察弹簧秤的量程与最小刻度值,以便正确读数.
(5)弹簧秤稳定时才可读数,读数时视线应正对刻度线,与刻度板面垂直.
[师]生活中除了弹簧测力计外还有许多其他形式的测力计.
[投影]形形色色的测力计.
小结与板书设计:
弹性:物体受力时发生形变,不受力时又恢复原状的特性.
使用
弹簧测力计
弹力:物体由于弹性形变而产生的力.
(elastic force)
应
用
原理:弹性限度内,弹簧受的拉力越大,它的伸长越长
制作(构造):弹簧、指针、刻度板、拉钩、吊环、外壳
(1)观察测力计的量程及分度值,加在测力计上的力不能超过其量程
(2)使用前将测力计的指针调到零
(3)使用时力的方向应与弹簧的轴线一致
(4)读数时,视线应与刻度板面垂直
随堂练习:
1、(2007年大连市)弹簧测力计的基本原理是:弹簧所受的拉力与弹簧的________成正比;弹簧测力计能否在月球上测出拉力的大小?__________________________。
教学反思:
第二节 重力
教学目标
一、知识目标
1.知道重力是如何产生的.
2.知道重力的大小和方向.
3.知道重心的概念.
二、能力目标
1.通过观察和实验,感知重力的存在,培养观察思考、分析问题的能力.
2.通过探究了解重力和质量的关系.培养一定的实验能力,利用数学模型解决物理问题的能力.
3.通过了解重垂线及重心的应用,培养应用物理知识解释简单生活现象的能力.
三、德育目标
1.通过课堂上的观察分析活动,养成善于观察思考的良好学习习惯.
2.通过了解生活实际中物理知识的应用,增强学习物理、学习科学知识的兴趣.
教学重点:重力的概念及重力与质量的关系G=mg.
教学难点:重力的方向.
教学方法:探究法:通过学生的探究实验得出重力大小与质量的关系.
观察分析法:通过观察分析明确重力的方向是竖直向下的,理解重心的概念.
教具准备:钩码、弹簧测力计、重垂线、粗细均匀的木棒、方形薄板、木球、投影仪.
课时安排 :2课时
教学过程:
一、引入新课
[演示]
(1)将一只木球举到一定的高度让其自由落下.
(2)把一只木球斜向上抛出,观察其运动路线.
(3)让一只木球在讲台上沿直线运动,滚到讲台边后落向地面,观察其运动路线.
[师]在演示的几种情况中,球的运动有什么共同之处呢?
[生]不论小球的运动状态如何.它最终都落回了地面.
[师]产生这些现象的原因是什么呢?
[生]球运动过程中运动状态的改变是因为受到了力的作用,球都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用.
二、新课教学
(一)、重力
口述并板书:1、定义:地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。
师:知道了什么是重力,你能否像牛顿一样提出“对于重力你想知道哪些问题?”
生:思考后回答①重力的方向向哪?②重力的大小与什么有关?③重力的作用点在哪里?④重力有何应用?⑤重力有哪些危害?如何避免?⑥天上的飞机、海上的轮船都受重力的作用吗?⑦谁对物体施加了重力?……
(说明:对学生提出的问题,老师要进行归类,并告诉学生:有的在本节课研究,有的在课后研究,有的在将来研究。)
师:同学们提出了这么多问题,都想弄清这些问题,下面我们就逐一进行研究。对于⑥和⑦我相信大家对重力的概念少加思索就能够回答。你能回答⑥⑦两个问题吗
生:能。从重力的定义来看重力的施力物体应该是地球;天上飞的飞机、海上航行的轮船
都受重力的作用。
师:和这位同学的想法一致的请举手。
生:举手认可。
探究(一)研究重力的方向
搜寻事实:
生:列举了大量的例子。
师:实物投影:
1、竖直上抛、平抛、斜抛的物体最终要落向地面。(演示给同学看)。
2、教室里吊电灯的线总是竖直向下。
3、盖房时,必须盖成竖直向下的,才牢固
4、挂着的猪肉是竖直向下的。
师:通过实物,演示向下的几种情况。。大屏幕播放课件内容(一):物体放在斜面上重力方向竖直向下。得出“重力的方向是竖直向下的。”并板书。
师:重力的方向是竖直向下的。它在日常生活中有哪些应用?
生:①建筑工人用重垂线检验砌的墙是否竖直。(利用自己制作的重锤线到讲台上实际操作,并告诉同学们判断墙竖直的标准。)其他同学利用桌上的器材自制一个重锤线,检验课桌腿是否竖直。
师:你能设计一个可以检验桌面是否水平的仪器吗?
(说明:这种设计仅有几位同学设计出来了,对于大多数学生来说还是有难度的 ,课堂上没有设计出来的课后多于同学交流,直至制作出漂亮的水平器为止。)
师:重力方向竖直向下,能给人类造成危害吗?举例说明。如何避免重力给人类带来的危害?
生:能给人类造成危害。
例如:花盆从阳台上掉下来会把行人砸伤;地震时房屋倒塌会把人压伤;雨水下的太多会造成水灾。
在行走时尽量避开高大的建筑物;经常收听收看天气和地震预报,及早防范。
师:播放课件内容(二):画面内容:转动的地球上南极有企鹅,北极有北极熊。声音内容:北极熊生活在北极,企鹅生活在南极,它们所受的重力方向都是竖直向下的 ,这里的“下”不矛盾吗?“下”指的是什么?
生:我认为这里的“下”是指向地心吧。
师:大家同意他的看法吗?
生:同意。
师:口述:重力的作用点在物体的重心上。
板书:重心:重力在体上的作用点。出示乒乓球、长方体铁块、橡皮泥分别说出重心。
生:看书P45图12.1——9。
师;:为什么体操运动员的个子比较矮?思考后回答。
生:个子矮重心就低吧,这样更稳定些。
师:你的看法和他一样吗?
生:一样。
(二)、探究重力的大小。
师:通过刚才的学习我们对重力方向、重力的作用点、重力的施力物体等知识有了初步的认识,接下来我们再来探究一下重力的大小可能与哪些因素有关。请同学们思考二分钟后再发表看法。
生:谈自己的猜想。
师:板书学生的猜想:重力的大小可能与①物体的体积;②物体的质量;③物体的形状;④它相对地面的位置;⑤物体的密度有关。有怎样的关系?
生:我认为物体的体积越大重力越大;质量越大重力越大;物体的形状变了重力就改变;物体相对地面的位置越高重力越大;物体的密度越大重力越大。
师:你的观点和他一样吗?
生:一样。
(说明:上面的几种猜想是学生根据已有的知识和生活经验建立的,其中体积和密度对重力 的影响都可归纳到质量当中。同种物质,体积越大,质量越大,。相同体积的不同物质,密度越大,质量越大,所以只研究重力与质量的关系即可。物体所受重力与位置的关系到高中再去探讨。教师应带领同学对部分假象进筛选,找出共同的研究目标。)
生:三人一组设计探究重力大小与质量关系的实验。
师:巡视,随时解答学生提出的问题。对有问题的小组及时给予帮助。(约15分钟)。
(说明:学生对自己动手做实验很感兴趣,可以说他们的热情高,干劲大。每个人都争先恐后的讲述自己的设计意图,互相补充,拟订出最佳的设计方案。这时课堂上的讲话声比较大,也有人离开了坐位,此时老师要因势利导,绝对不能批评学生。否则会挫伤他们的探究兴趣,使课堂成为一潭死水。)
生:交流探究过程及实验结果。
师:用实物投影投出3、6、8、9小组的记录表格
1
2
3
质量(Kg)
0.05
0.1
0.15
重力(N)
0.5
1
1.5
生:分析归纳得出结论:1、物体的质量越大,重力也越大。2、物体所受的重力与质量的比值为10 N/Kg。3、物体所受的重力和它的质量成正比。
师:板书:物体所受的重力和它的质量成正比。
用公式表示为:G = mg G——重力——单位(N)
m——质量——单位(kg)
g=9.8N/kg 质量为一千克的物体受到的重力是9.8 N。
提出问题:1、在教室里学习的你受重力的作用吗?如果有朝一日你坐着飞机飞上了天,你还受重力的作用吗?怎样计算你所受重力的大小?
生: 通过这节课对重力知识的学习,我认为不管我是在教室里还是在空中我都受重力的作用。用我的质量乘以9.8 N/kg就是我所受重力的大小。
小结与板书设计:
重力
(gravity)
定义:地面附近的物体由于地球的吸引力而受到力叫重力
大小:物体所受的重力跟它的质量成正比.G=mg=9.8N/kg
三要素: 方向:竖直向下
作用点:物体的重点
随堂练习;
1、(2007年苏州市)实验室的物品中,重约为1N的是
A.一枚壹圆硬币 B. 二只鸡蛋 C.三枚回形针 D. 四只实验桌
2、(2007上海市)重为6牛的小球用细线悬挂在天花板上,用力的图示法在图7中画出它所受的重力
教学反思:
第三节 摩擦力
教学目标
一、知识目标
1.知道摩擦力是如何产生的.
2.知道摩擦力的大小跟什么因素有关.
3.知道摩擦的利与弊.
二、能力目标
1,通过观察和实验,感知摩擦力的存在,培养一定的观察能力和分析概括的能力.
2.通过实验,探究摩擦力跟物体表面受到的压力以及接触面的粗糙程度的关系,培养一定的实践能力.
三、德育目标
让学生经历科学探究的过程,培养对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,培养学生的探索精神.
教学重点:滑动摩擦力的大小跟压力和接触面粗糙程度的关系.
教学难点:滑动摩擦力的定义.
教学方法:观察、分析法:通过直观地了解厚海绵在桌面上的运动,感觉摩擦力的存在,分析摩擦力的方向及作用点.
探究法:通过探究活动研究影响摩擦力大小的因素,理解增加摩擦和减小摩擦的方法.
教具准备:下部间隔镂空的厚海绵、木板、投影仪、毛巾、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等.
课时安排:1课时
教学过程:
一、引入新课
[师]今天,我们班力气最小的女生将要和班里力气最大的男生大力士利用一根不锈钢棒举行一次别开生面的拔河比赛,请二位运动员上场.
比赛结果:女生获胜.
[师]知道男同学失败的原因是什么吗?请大力士自己说说.
[生]钢棒这端特别滑,握也握不住.
[师]表面上是老师帮助了女同学,在男同学握的棒的一端事先涂上了润滑油.实际上是谁帮助了女同学呢?是摩擦力!可见摩擦力就在我们身边.
二、新课教学
师:日常生活中哪些现象说明物体也受到了摩擦力?
生:讨论举例
师:(副板事例)运动的小车、汽车、足球等这些物体它们都受到了摩擦力。他们都有什么共同特点呢?
生:讨论回答
师:点拨、归纳(两物体是否接触 在什么位置,是运动还是静止)
(说明:通过摩擦力事例,讨论其共同特点,对初中学生来说是比较困难的,此时教师应及时充当优秀学生的教色,参与讨论。)
师:根据刚才的分析,同学们讨论一下给摩擦力下个定义
生:讨论、回答,补充
师:板书定义
(说明:摩擦力定义的得出,主要采用了提出问题---搜寻事例---归纳分析---得出结论的创造学思维程序进行的,目的是培养学生搜集处理信息的能力。)
师:明确了摩擦力的定义,对于摩擦力,同学们还想知道哪些内容呢?(提出问题)
生:(讨论,并提出问题)摩擦力大小与什么因素有关?作用点在什么地方?方向向哪?
师:同学们提出了这么多问题,由于时间关系,今天我们重点研究摩擦力的大小、方向、作用点。首先来解决摩擦力的作用点、方向。请同学们看摩擦力的定义,然后讨论一下就能找到答案
生:(讨论、回答)摩擦力的作用点在物体表面上,方向与物体相对运动的方向相反。
师:(板书摩擦力的作用点、方向,并举例巩固。)小车在桌面上向右运动时,桌面对小车的摩擦力向右。解决了摩擦力的方向和作用点,再来重点研究摩擦力的大小,请同学们猜想一下摩擦力的大小可能跟哪些因素有关呢?
生:讨论、猜想(摩擦力的大小可能跟接触面、重力、速度、接触面的面积……)
师:(副板板)摩擦力可能跟这些因素有关,要研究跟其中一个因素的关系应该采用什么方法进行研究?
生:控制变量法(讨论回答)
师:要研究摩擦力的大小是否跟这些因素有关,首先应该测出摩擦力的大小,那么如何测木块在桌面上滑动时所受摩擦力的大小呢? 用什么方法。
生:(讨论、回答)讲桌上展示实验方案。(其它学生观察进行评估、补充)
师:针对情况进行引导(怎样运动?为什么匀速?怎样判断?)并找出研究问题的方法(转换法)。找到了测量摩擦力的方法,下面我们先来研究摩擦力的大小与重力和面这两个因素是否有关呢?
生:(讨论设计实验方案)展示实验方案并进行评估,找出最佳方案。
师:明确了实验方案,各小组先讨论设计好实验表格,并进行实验,将实验数据记录在表格中,随后交流
(说明:在明确了研究目的的基础上,在教师的引导下,由学生完整的设计出方案,充分体现力学生的主体地位,培养了学生的创新精神和实践能力。)
生:进行实验
师:巡回指导,搜集实验数据
师:(实物投影展示实验数据)请同学们观察这几组同学设计的表格与你设计的是否一致,不一致递给老师,(展示并进行评估)根据这几组表格的内容,同学们讨论一下,你能得出什么结论
生:(讨论 个别回答并补充)摩擦力与重力和接触面的粗糙程度有关,重力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大
师:对刚才的结论,同学们有没有疑问?(进行评估交流)
生:思考、讨论
师:(教师充当优秀学生的教色参与讨论)老师对摩擦力和重力有关有疑问,认为不太确切。为什么呢?请同学随老师一起做一个小实验来体验一下你就能找到答案。
师生实验:请同学们伸出右手食指,并将食指放在桌面上①轻轻向前推手指;②用力向前推手指。手指向前推动的过程中感觉有什么不同?哪位同学谈一下体验
生:手指前进越来越困难(受摩擦力越来越大)
师:什么原因使摩擦力变大呢?
生:手对桌面所施加压力不同,压力大、摩擦力大(讨论回答)
师:因此,我们对上述结论应做怎样的修改呢?
生:(讨论回答)摩擦力大小应该为与压力大小有关
师:当物体放在水平面上时,物体受的重力和它对桌面压力大小是相等的,有关压力的知识我们后面再学习。(板书)摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙的有关。
师:摩擦力与物体运动速度和接触面面积是否有关,请同学利用桌面器材继续实验。(提示:研究接触面积时,两个接触面的粗糙程度必须相同。)
(说明:次实验完全放手给学生,让学生自己设计并进行实验,目的是培养学生的探究能力,让学生亲自体验成功的喜悦。)
师:(巡回指导)实验结束提问实验结论
生:摩擦力与物体运动速度和接触面面积无关
师:通过实验探究可知:摩擦力的大小只跟压力和接触面的粗糙程度有关。现在老师有一问题,请同学们思考:你认为摩擦力越大越好?还是越小越好?
(学生讨论,举手示意?教师对两种不同观点的学生,进行分组,开一个辩论会,认为摩擦力越大越好的是正方,认为摩擦力越小越好的是反方,老师是主持人。正反双方在辩论时,举例证明自己的观点。正反双方,一次一人发言,各举一例,自由辩论。)
生:自由辩论
师:由于时间关系自由辩论到此结束,请正反双方各派一名代表做总结性发言(学生代表发言)
师:通过辩论可以看出,摩擦力有时大好,有时小好,都有有利一面,也有不足之处,有利的在日常生活中要设法增大,为我们服务,有害的我们要千方百计减小。那么增大和减小摩擦力的方法有哪些呢?(学生讨论回答)
师:(板书)增大、减小摩擦力的方法
(说明:以上将辩论引入课堂,学生兴趣高涨,充分体现了学生的主体地位,既活跃了课堂气氛,又培养了学生搜集处理信息的能力和语言表达能力,收到了事半功倍的效果)
[师]还是老师的这块海绵,想要减小它在运动过程中的摩擦,你有什么办法吗?
[生]可以在桌面上铺上一块玻璃板,减小接触面的粗糙程度.
[生]在海绵和桌面间放几枝圆铅笔,让海绵在铅笔上滚动.
[师]这位同学说的是让滚动来代替滑动.能减小摩擦吗?同学们试试.
[生]同一个木块,在桌面上滑动时的摩擦力是1.2N,滚动时的摩擦力是0.3N,说明用滚动代替滑动能减小摩擦.
[师]同学们还有其他的可以减小摩擦的方法吗?
[生]还可以用使接触面分离的方法来减小摩擦,比如磁悬浮列车.
[生]还有气垫船,也可以加润滑油.
[师]同学们列举出了这么多减小摩擦的方法,也一定知道更多的增大摩擦的方法.请同学们课后阅读“科学世界”,了解更多的摩擦的利用和防止的办法.现在请同学们回顾这节课哪些知识给你留下了深刻的印象.
小结与板书设计:
概念:两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍和对运动的力叫摩擦力
摩擦力
(friction force)
测量
影响因素
大小
增大有益摩擦
减小有害摩擦
原理:二力平衡原理
方法:转换法(f=F)
压力的大小
使接触面粗糙
增大压力
使接触面粗糙
使接触面光滑
用滚动代替滑动
磁悬浮
使接触面分离 气垫
润滑油
随堂练习:
1、(成都市二○○七)如上右图所示,物体A重30N,用F等于50N的力垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力是 N;物体B重30N,受到F等于20N的水平推力静止不动,则物体B所受的摩擦力是 N。
2、(2007年绵阳市)在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”时,小华同学根据自己推箱子时,箱子越重,推起来越费力,提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想;小辉同学根据自己推箱子时,地面越粗糙,推起来越费力,提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。下图是验证他们猜想的实验装置图。
①小辉同学为了完成他自己的探究应按____两图进行。
②若小华选用正确的实验装置进行实验得到下表所记录的实验数据,请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小f与接触面受到的压力大小N之间的关系图象。
③根据图像可以得出f与N的关系是_______。
④小华和小辉同学在实验中都应使小车做___________运动。
3、(2007四川省自贡市)在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种猜想:
A.与物体质量大小有关 B.与物体运动速度有关
C.与物体间的接触面积大小有关 D.与物体间接触面的粗糙程度有关
实验中有一较长的水平粗糙桌面、一个带构的长方体木块和一支弹簧测力计可供使用。
次数
木块运动快慢
弹簧测力计示数/N
1
较快
1.8
2
慢
1.8
3
较慢
1.8
(1)小方用弹簧测力计水平匀速拉动木块在桌面上进行了三次实验,实验数据如右图所示,
表中数据可以验证猜想
(填序号),实验中采用控制变量法,则该实验注意保持木块与桌面间的 不变,可得到的结论是 。
(2)用上述器材还可以验证猜想 (填序号),实验中要水平匀速拉动弹簧测力计,是因为 ,若实验中再提供一块长玻璃板,利用上述器材还可以验证猜想 (填序号
4、(2007年潍坊市)劣质橡皮质硬,擦字时打滑,字擦不干净,这是由于物体表面越光滑,摩擦力越________的缘故.小星用橡皮轻轻擦字没擦干净,然后它稍加用力就擦干净了,这是通过________来增大橡皮与纸间摩擦的。
5、(二OO七年福州)下列事例中,通过改变压力大小来改变摩擦力的是
A.汽车打滑时,常在轮胎下铺一些碎石或稻草
B.往生锈的锁头里滴一些油便于开锁
C.自行车紧急刹车时,要用力捏紧车闸以便尽快停下
D.高低杠运动员上杠前,在手上涂抹镁粉
6、(2007湖北省黄冈市)关于汽车的下列说法正确的是
A.汽车轮胎与地面间的摩擦总是有害的
B.紧急刹车时,摩擦力的主要作用是改变轮胎的形状
C.汽车沿直线匀速上坡时,受到平衡力的作用
D.废旧轮胎没有回收价值,可以直接烧掉
7、(2007年
常德市)下列事例中,为了减小有害摩擦的是
A.汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹 B.在自行车的轴承中加润滑油
C.刚竣工的水泥路面留着一道道的细槽 D.拔河比赛时,用力蹬着地面
8.(2007年
常德市)下列说法中正确的是
A.静止在水平公路上的汽车受到的重力和汽车对路面的压力是一对平衡力
B.在空中飞行的足球受重力和运动员踢它的力作用
C.游泳时,人划水身体就能往前游,是因为力的作用是相互的
D.人推桌子,桌子没有动,是因为推力小于摩擦力
9、(2007浙江省绍兴)在探究滑动摩擦力与滚动摩擦力大小的实验中,小明用弹簧测力计水平拉着同一木块,使它分别在水平桌面上和同一桌面上的几根圆木棍上做匀速直线运动,如图所示。下列对此实验分析错误的是
A、 实验可以比较滑动摩擦力和滚动摩擦力的大小
B、 实验研究中到二力平衡的知识
C、 实验可以得出滑动摩擦力大小与压力大小的结论
D、 弹簧测力计匀速拉动木块的速度大小对实验结果无影响
教学反思:
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。
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.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。
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 ( )
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=F3 B.F1<F2<F3
C.F1<F3<F2 D.F3<F1<F2
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
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