第十二章第1节杠杆
一、教学目标
（一）知识与技能
1．认识杠杆，知道杠杆的几个概念，会确认并画出力臂；
2．知道杠杆平衡条件；3．了解杠杆的一些应用。
（二）过程与方法
1．通过观察和实验，了解杠杆中的几个概念。
2．经历探究杠杆平衡条件的过程，进一步学会提出问题，分析归纳实验数据。
（三）情感、态度与价值观
1．关心社会生产、生活，保持对自然的好奇心，并乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。2．逐步建立辩证唯物主义的世界观。
二、学重难点
重点：引导学生通过探究得出杠杆平衡条件。
难点：1．理解力臂概念、画法。2．杠杆平衡条件的运用。
三、实验器材及教学媒体的选择与使用
铁架台，木棍，砖块，绳子，弹簧测力计，钩码，杠杆原理演示器，三角板，多媒体设备等。
四、教学过程
（一）创设情景，引入新课
1．用古埃及人搬运巨石修建金字塔的故事导入；
2．出示砖块、铁架台、木棍、细绳等，请同学上台模拟古埃及人搬运巨石修建金字塔的情景。（二）认识杠杆
用同学上台模拟的实物，介绍支点O、动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2
（三）杠杆力臂的画法：
杠杆力臂的画法在中考中都偶有出现，因此有必要向学生讲明力臂画法。
首先从杠杆五要素中的力臂要素中找出力臂画法的关键字：点到线的距离
然后总结出力臂的画法：
1、点（找到支点O）
2、线（找到力的作用线并考虑延长或反向延长）
3、垂直（过支点O作力的作用线的垂线，垂线段即为力臂）。
练习1：
羊角锤拔钉子收渔网天平
（四）探究：杠杆平衡条件
1．用上图实物，演示并讲解什么叫杠杆平衡。
2．提出问题：如果将支点右移，观察L1、L2如何变化？F1又会如何变化？反之，又会怎样变化呢？
3．探究：杠杆平衡条件
（1）参照教材图12.1-2，引导学生思考：为什么要使杠杆在水平位置平衡？
（2）为什么要改变几次钩码重和位置（F1、F2以及L1、L2）？
（3）分组合作探究，教师巡回指导。
（4）学生填写数据，并引导学生仔细分析实验数据，找出规律。
（5）学生交流发言，最后总结得出杠杆平衡条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂即F1×L1=F2×L2
练习2：
①用一根杠杆撬重物，当物重1000N时，手至少要用200N的力才能撬动．若此时阻力臂长20cm，则动力臂的长度应为。
②用动力臂是阻力臂12倍的撬棒撬重为1800N的石头，所用动力至少是N。
（五）杠杆的应用
1、比较练习1中三种杠杆中的动力、动力臂的大小，学习三种类型的杠杆。
省力杠杆：L1>L2，省力但费距离，如(1)
费力杠杆：L1
等臂杠杆：L1=L2，既不省力也不省距离，如(3)
3．请同学们举例，生活中都有哪些杠杆，分别属于什么类型？有没有既省力又省距离的杠杆呢？
练习3：
①天平、道钉撬、羊角锤、缝纫机踏板、铡刀、瓶盖起子、手推车和钓鱼杆等都是简单机械，其中属属于省力杠杆的有，费力杠杆的有．
②用撬棒撬石头时，如果先后用大小相等的力沿着图4中所示的方向作用在撬棒的一端A点上，则（）
A．F1最容易把石头撬起B．F2最容易把石头撬起
C．F3最容易把石头撬起D．F4最容易把石头撬起
（六）小结
a)杠杆的五要素
b)力臂及力臂的画法
c)杠杆的平衡条件
（七）作业
动手动脑学物理 1、2、3、4。
（八）板书设计
第一节杠杆
一、杠杆的定义：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。
二、杠杆的五要素：
①支点：杠杆绕着转动的点O。
②动力：使杠杆转动的力F1。
③阻力：阻碍杠杆转动的力F2。
④动力臂：从支点到动力作用线的距离L1。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离L2。
三、杠杆的平衡
当杠杆在动力和阻力作用下静止（或匀速转动）时，我们就说杠杆平衡了。
四、杠杆的平衡条件
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
或写作：F1×l1 = F2× l2
用比例式表示1
221L L F F ，它的含义是：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。
这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
五、杠杆的应用
1．省力的杠杆：动力臂比阻力臂长的杠杆。省力，但费距离。如：撬棍、羊角锤、启瓶器。
2．费力的杠杆：阻力臂比动力臂长的杠杆。费力，但省距离。如：船桨、筷子、镊子、钓鱼竿。
3．等臂的杠杆：动力臂与阻力臂相等的杠杆。如：天平、定滑轮、跷跷板。
第十二章 第2节 滑轮
一、教学目标
(一)知识与技能
1.认识定滑轮和动滑轮的本质及作用。
2. 知道简单机械的一些应用。
3. 知道轮轴和斜面也能省力。
(二)过程与方法
1. 通过观察和实验，了解定滑轮和动滑轮的结构，培养学生的观察能力。
2. 通过探究，了解定滑轮和动滑轮的特点，培养学生探究物理规律的能力。
(三)情感态度与价值观
1 多姿多彩的简单机械激发学生学习的兴趣，使学生乐于探索物理学原理。
2 通过讨论交流、实验探究，增强学生之间的协作意识和团结精神。
二、教学重难点
定滑轮、动滑轮的本质及其作用是重点。滑轮组的装配及省力情况是难点。
三、教具学具
滑轮、细线、钩码、铁架台、弹簧测力计、长木板、长方体木块。
四、教学过程
创设情景，导入新课
升旗时，升旗手在旗杆下只是简单的拉着绳子，就把旗给升上去了，你可曾想过，旗手是怎样将红旗升到旗杆的顾顶上去的？在往车上装油桶的时候，工人师傅们通常不是直接把它搬（抬）上去，而是在车尾加一个长木板，把油桶推上去的，你知道他这样做的好处吗？
今天我们就探讨这些问题。
进行新课
（一）定滑轮和动滑轮
滑轮：中心有轴，周边有凹槽，可以绕装在框子里的轴转动的轮子叫做滑轮。
1．定滑轮
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②特点：（演示，总结）
不能省力，也不费距离，但是可以改变力的方向。
③实质：定滑轮实质是一个等臂杠杆。
支点在滑轮的中间，力臂就是滑轮的半径。
让学生看课本P81漫画，说说其中有什么科学道理？
2．动滑轮
①定义：和物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。②特点：（演示，总结）
动滑轮能省一半的力，费一倍的距离，但不能改变力的方向。
③实质：动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆。
练习1：
①重200 N 的物体，使用定滑轮将它提起时，不计摩擦和滑轮重，所用拉力是_____N ，如果使用动滑轮将它提起，所用拉力是_____ N.
②如图，用一个动滑轮把重500 N 的物体匀速提起2m 时，不计摩擦和动滑轮重，人对绳子的拉力为_____N ，绳子自由端移动 ______m ，动滑轮的挂钩受到的拉力为 _________________N.
3．滑轮组
①定义：把定滑轮和动滑轮组合起来就组成滑轮组。
②特点：既可以省力，又可以改变力的方向，但是费距离。 有几段绳子承担重物，力就等于物重的几分之一。n G G F 动
+=（不计绳重和摩擦）
③滑轮组绳子段数的数法：
只数过动滑轮的绳子段数。
④滑轮组的组装（绕线）：
先给几个图，要求同学们按要求自己组装如图1：
教师进行讲解，并引导学生得出结论：
1、定滑轮和动滑轮个数不同时：从个数少的滑轮开始绕。
2、定滑轮和动滑轮个数相同时：奇动偶定，从内向外。 练习2：
①如图2所示，绳子能承受的最大拉力100 N ，动滑轮重40 N ，那么此滑轮组最多能吊起 260 N 的重物 ②图3中，按要求给滑轮组绕线.（G 为物体重，不考虑摩擦及动滑轮、绳子的重力）
（二）轮轴和斜面
1．轮轴
①定义：轮轴由轮和轴组成，并且都是绕固定的轴线转动的机械。
②特点：轮轴连接在一起，工作时，转速相同。动力作用在轮上，省力。
③应用：水龙头，门把手，自行车踏板，自行车龙头，扳手等。
2．斜面
①演示，总结
斜面也是一种简单机械，使用斜面可以省力。斜面越平缓，越省力，但同时也就越费距离。
②应用：盘山公路，滚油桶上车等。
（三）想想议议
使用杠杆、滑轮等简单机械提起重物，有的省力，有的不省力；使用它们时，有的力可以移动较短的距离，有的力却要移动较长的距离。通过这几种简单机械的，你认为省力或者费力、省距离或者费距离，它们之间有什么关系？
使用任何机械，能省力就必然费距离，而省距离的机械也就必然费力，既省力又省距离的机械永远没有。 这就是功的原理：使用任何机械都不省功。
（四）小结：
1、定滑轮的特点及实质；
2、动滑轮的特点及实质。
3、滑轮组：①特点；②滑轮组的绕线
4、斜面和轮轴
（五）作业：动手动脑学物理1、4
（六）板书设计：
第二节 滑轮
1．定滑轮
图1 图2
图3
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。
②特点：不能省力，但是可以改变力的方向。
③实质：定滑轮实质是一个等臂杠杆。
2．动滑轮
①定义：和物体一起移动的滑轮叫做动滑轮。
②特点：动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向。
③实质：动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆。
3．滑轮组
①定义：把定滑轮和动滑轮组合起来就组成滑轮组。
②特点：既可以省力，又可以改变力的方向，但是费距离。
有几段绳子承担重物，力就等于物重的几分之一。F=G/n
③绳子段数n的数法：
过动滑轮的绳子有几段，n就等于几。
④滑轮组的绕法：
1、定滑轮和动滑轮个数不同时：从个数少的滑轮开始绕。
2、定滑轮和动滑轮个数相同时：奇动偶定，从内向外。
4．轮轴
①定义：轮轴由轮和轴组成，并且都是绕固定的轴线转动的机械。
②特点：轮轴连接在一起，工作时，转速相同。动力作用在轮上，省力。
③应用：水龙头，门把手，自行车踏板，自行车龙头，扳手等。
5．斜面
①斜面也是一种简单机械，使用斜面可以省力。斜面越平缓，越省力，但同时也就越费距离。
②应用：盘山公路，滚油桶上车等。
使用任何机械，能省力就必然费距离，而省距离的机械也就必然费力，既省力又省距离的机械永远没有。
功的原理：使用任何机械都不省功。
第十二章第3节机械效率
一、教学目标
（一）知识与技能
1、理解有用功和总功。
2、理解机械效率。
（二）方法与过程
1、学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。
2、通过探究，培养学生探究物理规律能力。
（三）情感态度与价值
1、在学生合作实验过程中，培养集体思考的团队精神。
2、在学生交流与合作的过程中，形成互相尊重、探索真理的科学态度。
3、养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。
二、教学重点
重点:有用功和机械效率的概念是。难点:机械效率的理解。
三、教具学具准备
小车、长木板、木块、弹簧测力计、细线等。
四、教学过程
(一)引入新课
师：小明家最近买了一处新楼房，一单元二楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到二楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？
生：小组讨论后自由回答
（把沙子装入桶中，用动滑轮把沙子拉到楼上；在地面与楼面之间搭上木板，将沙子装入袋子沿着木板推到楼上……）
（二）进行新课
师：假如用动滑轮提升沙子，请同学们观察提沙子的过程（媒体显示）。
师：对谁做的功是我们需要的？
生：对沙子做的功。
师：（板书有用功W 有：我们所需要的功。）
哪部分功是我们不需要，但不得不做的？
生：提桶所做的功，克服动滑轮的重力所做的功。
师：（板书额外功W 额：工作时，对于额外负担所不得不做的功。）
一共做的功等于什么？
生：有用功与额外功之和。
师：（板书总功W 总：有用功与额外功之和。）
图1假如用斜面推沙子（媒体显示），有用功、总功、额外功各是多少？
生：（计算回答）
师：图2假如我们用下面三种方法搬运沙子（媒体显示）
你认为哪一种方法最好？为什么？
生：讨论回答。（第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少。） 师：工作中，我们总是希望额外功越少越好；也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。（板书机械效率：有用功在总功中所占的比例）表示机械效率；W 有表示有用功；W 总表示总功。那么，机械效率应该怎样表示？
生：
师：根据公式计算，上面斜面的机械效率是多少？
生：计算回答。
师：观察计算结果，对“机械效率”，你能发现什么？
生：讨论回答。（机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。）
练习1：
①关于机械效率的说法正确的是（ ）
A.越省力的机械，其机械效率越高
B.越费力的机械，其机械效率越高
C.做的有用功越多，机械效率越高
D.有用功一定时，额外功越少，机械效率越高
②要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是（ ）
A.增加机械做功的时间
B.减少机械做功的时间
C.有用功一定，减少额外功
D.增加重物上升的高度 ③小刚用一个动滑轮把50 kg 的物体提高1 m 所用的力是294 N ，那么他做的总功和有用功分别是（ ）
A.490 J 、490 J
B.490 J 、294 J
C.588 J 、294 J
D.588 J 、490 J
影响斜面机械效率的因素：
师：同学们，刚才我们知道上面斜面的机械效率，任何斜面的机械效率都一样吗？请同学们再来观察用斜面推物体的情景（媒体显示）。
生：观察思考。
图2
图 1
师：下面我们探究斜面的机械效率（板书探究：斜面的机械效率。）
通过观察上面用斜面推物体的情景，对斜面的机械效率你能提出什么问题？
生：提出问题。
（斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有什么关系？斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有什么关系？……）
师：请同学们猜想上面提出的问题。
生：做出猜想。
（在斜面高一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；在斜面的长、高一定时，斜面越光滑，机械效率越大。）
师：请同学们根据提出的问题和做出的猜想，每一小组选择其中的一个问题进行实验，设计出实验的方案。
生：小组讨论，设计实验的方案。
师：下面请同学们根据设计的实验方案，选择桌面上的器材进行实验。
生：小组实验，同时设计表格记录数据。
师：分析实验数据，你能得出什么结论？
生：小组回答。
师：回想实验的过程，影响实验的误差是什么？
生：讨论回答。
斜面的机械效率的计算公式是什么？
Fs Gh W W ==总有斜η
影响滑轮组机械效率的因素：
请同学们按照书上87页图12.3-2的实验将实验数据记录下来，并分析影响滑轮组机械效率的因素有哪些，总结滑轮组机械效率的计算方法（该实验最好由老师进行操作或者让学生观看多媒体）
nF G Fs Gh W W ===总有滑η
练习2：
用如图所示的滑轮组匀速提升钩码，已知钩码总重8 Ｎ，弹簧测力计的示数为3 Ｎ，绳子自由端被拉上去了30 cm ，则使用该滑轮组做的总功为___________Ｊ，额外功为__________Ｊ，这个滑轮组的机械
效率是_________________。
（三）小结
师：通过本节课的学习，你有哪些收获？
生：思考回答。
（1．有用功、额外功、总功；2．机械效率：定义、公式、计算；3．探究：斜面的机械效率。）
（四）动动脑
师：根据生活中你使用的机械，想想：怎样提高机械效率？结合自己的学习实际，如何提高学习效率？ 生：讨论回答。
（五）布置作业 动手动脑学物理1、2、3、4
（六）板书设计
第三节 机械效率
1．有用功：我们所需要的功。额外功：对于额外负担所不得不做的功。总功：有用功与额外功。
2．机械效率：有用功与总功之比，公式 ，没有单位，小于1，常用百分数表示。
3．影响斜面的机械效率的因素：斜面的光滑程度和斜面的倾斜程度。 4.影响滑轮组的机械效率的因素：摩擦、自重、绳重、物重。 Fs
Gh
W W ==总有斜ηnF G Fs Gh W W ===总有
滑η