2016春上海教育版物理八下4.1《简单机械》word教案.doc

1、第四章 4.1 简单机械 一、教学任务分析 本 节 学 习 杠 杆 、 滑 轮 、 *轮 轴 、 *机 械 传 动 、 *斜 面 等 简 单 机 械 。 生 产 生 活 中 的 任 何 复 杂 机 械 都 是 由 简 单 机 械 构 成 的 ， 因 此 ， 本 节 的 学 习 在 力 学 中 有 着 重 要 的 作 用 。 学 习 本 节 内 容 需 要 以 力 的 概 念 为 基 础 。 以生活中的实例为基础，以学生分组小实验和教师点拨为基本方法，引导学生探究简 单机械的使用方法与工作原理，进而能灵活应用所学的知识解决生活中的实际问题。 本 节 内 容 强 调 学 生 主 动 参 与 ， 在

2、 合 作 实 验 、 交 流 讨 论 的 过 程 中 ， 加 深 对 知 识 的 理 解 ， 体 验 合 作 学 习 的 重 要 性 。 二、教学目标 1.知识与技能 （1）理解杠杆和杠杆平衡的条件。知道杠杆的支点；理解力臂的概念；理解杠杆平衡 的条件：动力动力臂阻力阻力臂，能运用杠杆平衡的条件进行有关的运算；知道杠 杆在生活中的应用；学会“探究杠杆平衡的条件” ，学会在同侧力、异侧力、力的方向不同 等情况下使杠杆保持平衡的技能，记录、处理数据，最后归纳得出结论。 （2）理解滑轮。知道定滑轮不能省力，但可以改变用力方向，理解定滑轮不能省力的 原理；知道动滑轮可以省一半力，理解动滑轮能省力的原理

3、；知道滑轮在生产生活中的应 用，能用滑轮解决简单的实际问题。 *（3）知道轮轴和斜面。知道轮轴、斜面可以省力，知道轮轴、斜面可以省力的原理。 *（4）知道机械传动。知道常见的机械传动方式，能识别不同的机械传动方式。 2.过程与方法 （1）在将常见工具抽象成平直杠杆、滑轮与轮轴等简单机械抽象成杠杆的过程中，感 受建模的科学方法。 （2）经历“探究杠杆平衡的条件”过程，运用实验归纳法得出结论；在比较各种杠杆 的使用特点中，感受分类的科学方法。 3.情感、态度与价值观 （1）通过了解杠杆、滑轮、轮轴、斜面、机械传动等简单机械与生产、生活的密切联 系，体验到生活中处处存在物理。 （2）通过“探究杠杆平

4、衡的条件” “合作使用滑轮提升钩码”等活动，提高实验能力和 观察能力，养成团队协作的良好习惯。 （3）通过了解中国古代墨经对杠杆平衡条件的论述，了解天工开物中关于古 代劳动人民使用简单机械的情况等，激发民族自豪感。 三、教学重点和难点 重点：探究杠杆平衡的条件。 难点：力臂概念的建立。 四、教学资源 1.学生实验器材（每两人一套）：钉有骑马钉的木板、螺丝刀、小木块、带刻度的杠 杆、弹簧夹、钩码、弹簧测力计、铁架台、切纸刀、镊子、普通剪刀、线、滑轮、辘轳模 型、水龙头、小车、长木板、学习活动卡等。 2.演示实验器材：杠杆示教板、杆秤、一些水果等。 3.课件：自制 PPT 幻灯片、flash 课件

5、等。 4.录像：机器人、盾构、汽车发动机工作的情景；杠杆、滑轮、轮轴、斜面、机械传 动等机械实际应用的情景。 五、教学设计思路 本设计的内容包括三个方面：一是杠杆的五要素、杠杆平衡的条件和杠杆的应用；二 是滑轮；三是滑轮组、轮轴、机械传动、斜面等其它简单机械。 本设计的基本思路是：由 “使 用 撬 棒 撬 起 重 物 、 跷 跷 板 ”等 活 动 引 入 杠 杆 ， 归 纳 出 杠 杆 的 支 点 、 动 力 、 阻 力 的 概 念 ； 通 过 示 教 板 的 演 示 ， 讨 论 得 出 杠 杆 的 力 臂 。 由 “用 杆 秤 称 水 果 质 量 ”的 活 动 引 入 杠 杆 的 平 衡 状

6、 态 ， 猜 想 杠 杆 平 衡 的 条 件 是 什 么 ； 通 过 “探 究 杠 杆 平 衡 的 条 件 ” 实 验 归 纳 出 杠 杆 平 衡 的 条 件 。 出 示 切 纸 刀 、 镊 子 、 普 通 剪 刀 等 工 具 ， 由 作 图 分 析 得 出 三 类 杠 杆 。 由 “升 旗 、 起 重 机 ”的 录 像 引 入 滑 轮 ， 通 过 学 生 组 装 滑 轮 提 升 重 物 ， 归 纳 出 滑 轮 的 两 种 使 用 方 法 ；通过将滑轮演化为杠杆的课件展示，理解滑轮工作的原理。 *通过使用两个滑轮提升重物，并用弹簧测力计测量提升重物时的拉力、用刻度尺测量 提升重物时重物和绳子自

7、由端上升的距离，归纳出滑轮组的使用方法。由“比力气”这一 小游戏引入轮轴，通过将轮轴抽象为杠杆的课件展示，感受建模的科学方法。通过阅读教 科书，知道机械传动的三种方式以及机械传动在生产生活中的广泛应用。由录像“盘山公 路”引入斜面，通过活动“用测力计拉着小车沿着竖直和斜面方向匀速直线运动”和“用 测力计拉着小车沿长度不同的斜面拉上同一高度” ，归纳得出斜面的公式。 本设计要突出的重点是：通过学生的探究实验，归纳出杠杆平衡的条件。方法是：通 过教师演示用杆秤称水果的质量，得出杠杆的平衡状态。通过学生演示用杆秤称不同的两 堆水果质量，引发学生猜想并主动探究，通过讨论交流归纳出杠杆平衡的条件。 本设

8、计要突破的难点是：力臂概念的建立。方法是：通过学生使用螺丝刀撬起骑马钉， 感受怎样做可以达到最省力的目的，引发学生思考：是否支点离力的作用点距离越大越省 力？通过自制示教板演示支点到力的作用点的距离发生了改变，但杠杆仍然平衡，引导学 生观察出支点到力的作用线的距离没有改变，从而建立力臂的概念。 本设计力图多让学生动手动脑，激发自主学习的兴趣，感受物理知识的广泛应用。通 过将滑轮、轮轴抽象成杠杆，感受建模的科学方法。 完成本设计的内容约需 6 课时。 六、教学流程 1.教学流程图 杠杆的平 衡状态 情景 演示实验 3 情景 演示实验 2 力臂 活动 应用 情景 演示实验 1 情景 录像 1 情景

9、 录像 2 活动 学生实验 1支点、动 力、阻力简单机械 情景 课件演示 2 活动 学生实验 6 滑轮的 使用特点 活动 学生实验 5 情景 课件演示 1 滑轮的 工作原理 情景 演示实验 5 轮轴的 工作原理 活动 学生实验 7 滑轮组 的使用 轮轴 杠杆平衡 的条件 情景 演示实验 4 活动 学生实验 2 三类 杠杆 活动 学生实验 4 情景 录像 3 活动 学生实验 3 滑轮 活动 应用 定滑轮 动滑轮 2.教学流程图说明 情景 录像 1 分别播放机器人、盾构、汽车发动机工作的情景和使用起子、剪刀、滑轮等工作的情 景，引入课题简单机械。 情景 录像 2 播放用硬棒撬起石块、使用镊子、玩跷

10、跷板的情景，归纳出杠杆的概念以及杠杆的支 点、动力、阻力。 活动 学生实验 1 学生先只用螺丝刀将骑马钉撬起，再用螺丝刀垫着小木块将骑马钉撬起，比较用力的 方向有什么不同，怎样用力更省力。 情景 演示实验 1 示教板演示，讨论得出力臂概念。 活动 应用 画出舂的杠杆示意图。 情景 演示实验 2 教师演示用杆秤称量水果质量，得出杠杆的平衡状态。 情景 演示实验 3 由两位学生演示用杆秤称量两堆质量不同的水果的质量，请学生根据刚才称量的情景 猜测杠杆平衡的条件可能是什么。 活动 学生实验 2 用带刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、弹簧夹、铁架台等实验器材研究杠杆平衡的条 件。 情景 演示实验 4 出示

11、切纸刀、镊子和普通剪刀，请学生画出它们的杠杆示意图，由此归纳出杠杆的三 斜面 公式 情景 录像 5 斜面 活动 阅读 情景 录像 4 机械传动 的方式 活动 学生实验 8 种类型。 活动 应用 画出一些常用工具（如胡桃夹、钢丝钳、食品钳、扳手、钓鱼杆等）的杠杆示意图， 并判断它们属于哪种类型的杠杆。 情景 录像 3 播放起重机、升旗的情景，引入滑轮。 活动 学生实验 3 观察滑轮，得出滑轮的概念。 活动 学生实验 4 使用铁架台、细线和一只滑轮提升钩码，学生交流后归纳出滑轮的分类定滑轮和 动滑轮。 活动 学生实验 5 使用定滑轮和动滑轮提升钩码，分别用弹簧测力计测量拉力、用刻度尺测量钩码和绳

12、子自由端上升的高度，学生交流后归纳出定滑轮和动滑轮的使用特点。 情景 课件演示 1 播放定滑轮演变为等臂杠杆、动滑轮演变为省力杠杆的课件，引出定滑轮和动滑轮的 工作原理。 活动 学生实验 6 用细绳以两种方法连接两个轻质滑轮，将它们组成滑轮组。将弹簧测力计固定在细绳 的一端缓缓提起钩码，记下测力计的读数。比较两种不同方法中将钩码提起的高度 h 和拉 力通过的距离 s 之间的关系。由此得出滑轮组的使用。 活动 学生实验 7 两人一组，一人手握螺丝刀柄，一人手握螺丝刀金属杆，二人向相反方向扭，看谁力 量大。由此引入轮轴概念。 情景 演示实验 5 出示辘轳模型、自来水龙头，请学生指出哪些部分是（外围

13、的）轮，哪些部分是（中 间的）轴。 情景 课件演示 2 播放轮轴演变为杠杆的课件，引出轮轴的工作原理。 情景 录像 4 播放皮带传动、自行车中的链传动、机械钟表中的齿轮传动等情景，引出机械传动。 活动 阅读书本 阅读书本 P10 页，了解机械传动最简单的三种方式。 情景 录像 5 播放残疾人的坡道、盘山公路、搁在卡车上的长木板等情景，引入斜面这一简单机械。 活动 学生实验 8 用弹簧测力计拉着小车沿竖直方向和光滑斜面分别匀速拉到同一高度，比较测力计的 读数；用弹簧测力计拉着小车沿不同长度的光滑斜面匀速拉到同一高度，比较每次测力计 的示数。分析比较上述两实验的数据，归纳出斜面公式。 3.教学的主

14、要环节 本设计可分为八个主要环节 第一环节，创设情景引入课题，介绍杠杆的五要素。 第二环节，通过演示实验和学生实验，探究杠杆平衡的条件。 第三环节，创设情景引入三类杠杆。 第四环节，创设情景引入滑轮概念，通过学生实验，得出滑轮的应用，结合课件，理 解滑轮的工作原理。 第五环节，通过学生实验，得出滑轮组的工作特点。 第六环节，创设情景引入轮轴的工作原理。 第七环节，通过情景和学生阅读书本，知道机械传动的三种方式。 第八环节，通过学生实验，分析比较，得出斜面公式。 七、教案示例 第一课时 （一） 引入 1情景 1 播放机器人、盾构、汽车发动机工作的情景和使用起子、剪刀、滑轮等工作的情景， 说明机器

15、人等复杂机械都是由简单机械组合而成的。 （二）新课 2杠杆的概念 播放用硬棒撬起石块、使用镊子、玩跷跷板的情景，思考这三个杠杆有什么共同之处。 学生讨论后总结为：（1）必须是硬棒；（2）都有一个绕着转动的固定点；（2）都受到两 个力的作用，一个力促使杠杆转动，一个力阻碍杠杆转动。 由此得出杠杆的概念：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。 促使杠杆转动的力叫做动力；阻碍杠杆转动的力叫做阻力。 3杠杆的力臂 （1）活动 1 学生实验 学生先只用螺丝刀将骑马钉撬起，再用螺丝刀垫着小木块将骑马钉撬起，比较用力的 方向有什么不同，怎样用力更省力，是否支点离力的作用点距离越大越省力。 （2）情景 3

16、演示实验 示教板上有一杠杆 AB，O 是杠杆的支点，支点右侧每隔 10 厘米画了一条虚线。取 4 个等质量的钩码，三个挂在支点左侧，作为阻力，一个挂在支点右侧第三根虚线处，作为 动力，杠杆刚好平衡，如图 1 所示。 将 OB 杆旋转 30，移动右侧钩码，发现当杠杆平衡时，右侧的钩码仍在第三根虚线 的位置，如图 2 所示。 在其他条件都不变的情况下，虽然支点到动力作用点的距离发生了改变，但只要支点 到动力作用线的距离保持不变，杠杆仍保持平衡。由此引出力臂概念。 （三）巩固 阅读教科书 P5 页“你知道吗？” ，观察古书天工开物中记载的捣谷的舂，并画出 舂的杠杆示意图。 （四）作业布置 略。 第二

17、课时 （一）引入 1情景 4 教师演示用杆秤称量水果质量。移动秤砣的位置，当杆秤静止时，秤砣所在位置的示 数就是水果的质量。 由此引入杠杆的平衡状态：使用杠杆时，如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动，那么 杠杆就处于平衡状态。 （二）新课 2情景 5 由两位学生演示用杆秤称量两堆不同质量的水果。当所称量的水果质量更大时，秤砣 向远离支点方向移动，杆秤才能平衡。 请学生根据这个情景猜测杠杆平衡的条件可能是什么。 学生猜测可能与动力、阻力、动力臂、阻力臂有关。 3学生实验 2 用带刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、弹簧夹、铁架台等实验器材研究杠杆的平衡条 件。 （1）把杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端

18、的螺母使杠杆在水平位置平衡。将 钩码挂在杠杆两侧的弹簧夹上，调节钩码的个数或在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置仍 A O B 图 1 A O B C 图 2 然平衡。记录下力和力臂的数值。 （2）把钩码挂在杠杆的弹簧夹上，在同一侧用弹簧测力计竖直向上拉杠杆。改变钩 码的个数或测力计在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置仍然平衡。记录下力和力臂的数值。 （三）小结 杠杆平衡的条件为：动力动力臂阻力阻力臂。 上式表明，如果动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。实验室的天平和 杆秤都是利用杠杆平衡条件来测量物体的质量的。 关于杠杆的工作原理，我们的祖先早就研究过。 墨经中就有关于天平平衡的记载。 阅

19、读教科书第 5 页“你知道吗？” ，了解墨经中的记载和长沙出土的古天平铜环权。 （四）作业布置 （1）鼓励学生动手制作一个能称头发丝质量的“小天平” 。 （2）略。 第三课时 （一）引入 1出示切纸刀、镊子和普通剪刀，请学生画出它们的杠杆示意图。 （二）新课 2比较上述三个杠杆示意图的动力、阻力和动力臂、阻力臂的大小。 切纸刀工作时，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，称之为省力杠杆； 镊子工作时，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，称之为费力杠杆； 普通剪刀工作时，动力臂与阻力臂相等，称之为等臂杠杆。 由此归纳出三种类型的杠杆。 （三）巩固 3画出一些常用工具（如胡桃夹、钢丝钳、食品钳、扳手、钓鱼杆

20、、天平等）的杠杆 示意图，并判断它们属于哪种类型的杠杆。 （四）作业布置 （1）完成学习活动卡。 （2）略。 第四课时 （一）引入 1情景 7 播放起重机、升旗等情景的录像。人们提升重物常使用一种简单机械滑轮。 （二）新课 2滑轮 学生观察桌上摆放的滑轮实物，通过交流观察情况，归纳得出结论：滑轮是周边有槽、 能绕轴转动的小轮。 3滑轮的分类 学生利用一个滑轮和一根绳子把钩码提到高处。 交流实验情况，并归纳得出：有两种方法可将钩码提到高处使用时，轴固定不动 的滑轮叫做定滑轮；使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。 4两种滑轮的特点 （1）先用弹簧测力计测出两个钩码的重力，再使用定滑轮提升两个

21、钩码，用测力计测 出拉力，改变拉测力计的方向，观察测力计的示数。 交流实验情况，并归纳得出：使用定滑轮提升重物时不能省力，但可以改变用力的方 向。 （2）使用动滑轮提升两个钩码，用测力计竖直向上测出拉力，拉住测力计缓慢上移， 用刻度尺测出测力计上升的距离和钩码上升的距离。 交流实验情况，并归纳得出：使用动滑轮提升重物时，如果两边绳子平行，可以省力， 但不能改变用力方向。 5滑轮的工作原理 播放定滑轮演变为等臂杠杆的课件。定滑轮的轴是杠杆的支点，动力臂、阻力臂均等 于滑轮的半径，由此得出定滑轮可以看作一个等臂杠杆。 播放动滑轮演变为省力杠杆的课件。动滑轮的动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的 半径

22、，动力臂是阻力臂的两倍，由此得出动滑轮可以看作一个省一半力的杠杆。 （三）小结与巩固 （1）阅读的教科书 P7、8 页滑轮。 （2）通过本堂课的学习，你有什么收获？你感觉自己还有什么问题没有解决？ （四）作业布置 略。 第五课时 （一）引入 1问题：使用定滑轮不可以省力但能改变用力方向；使用动滑轮可以省力但不能改 变用力方向。那么，怎样的机械既可以省力，又可以改变用力方向呢？ 由此引入滑轮组的概念定滑轮和动滑轮的组合叫做滑轮组。 （二）新课 2滑轮组 用细绳以两种方法连接两个轻质滑轮，将它们组成滑轮组。将弹簧测力计固定在细绳 的一端缓缓提起钩码，将实验数据记录在表格中。比较两种不同方法中将钩码

23、提起的高度 h 和拉力通过的距离 s 之间的关系。 实验 钩码自重（牛） 弹簧测力计拉力（牛） 绳子股数 n 绕法 a 绕法 b 各小组交流实验情况后，可以归纳得出：使用滑轮组时，重物由几股绳子共同承担， 此时每股绳子的拉力只有重物重力的几分之一。 3小游戏 两人一组，一人手握螺丝刀柄，一人手握螺丝刀金属杆，二人向相反方向扭，看谁力 量大。 比赛中，凡手持螺丝刀柄的一方都取胜了，并不是这些同学力量都大，而是因为他们 利用了螺丝刀这简单机械省力的原理，从而取胜对方。 由此引入轮轴由（外围的）轮和（中间的）轴组成的能绕轴心转动的简单机械叫 做轮轴。 4情景 9 出示辘轳模型、自来水龙头，请学生指出

24、哪些部分是（外围的）轮，哪些部分是（中 间的）轴。 5情景 10 播放轮轴演变为杠杆的课件。 辘轳工作时，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，则动力臂大于阻力臂，该轮轴就是 省力轮轴，如图 3 所示。 砂轮工作时，动力作用在轴上，阻力作用在轮上，则动力臂小于阻力臂，该轮轴就是 费力轮轴，如图 4 所示。 （三）巩固 阅读教科书 P9 页“你知道吗？” ，并判断盾构是省力轮轴还是费力轮轴。 （四）作业布置 观察了解生活中滑轮组和轮轴应用的实例。 第六课时 o F1 F2 图 3 o 图 4 F2 F1 （一）引入 1录像 4 播放皮带传动、自行车中的链传动、机械钟表中的齿轮传动等情景，引出机械传动。

25、 （二）新课 2机械传动 阅读教科书 P10 页，了解机械传动最简单的三种方式皮带传动、链传动和齿轮传 动。 3录像 5 播放残疾人的坡道、盘山公路、搁在卡车上的长木板等情景。提问：为什么盘山公路 要建成“之”字型，而不是一条大路笔直通向山顶呢？由此引入斜面这一简单机械。 4斜面 （1）用弹簧测力计拉着小车沿竖直方向和光滑斜面分别匀速拉到同一高度，将弹簧测 力计的读数记录在表格中； （2）用弹簧测力计拉着小车沿不同长度的光滑斜面匀速拉到同一高度，将弹簧测力计 的读数记录在表格中。 小车重力 G_牛， 高度 h=_厘米。 实验次数 斜面长度 l（厘米） 弹簧测力计示数 F（牛） 1 2 3 4 交流实验情况后，可以归纳得出斜面公式：拉力 Fl /Gh。 （三）巩固 5阅读教科书 P11 页，了解斜面在金字塔和南浦大桥建造过程中的作用。 6分析学习活动卡P15 页图中分别运用了哪些简单机械。 （四）作业布置 观察了解生活中机械传动和斜面应用的实例。