(2020上海中考物理考纲)第三单元 机械和功
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第三单元机械和功
—、概述
本单元由简单机械、机械功和机械能等部分组成。
杠杆、滑轮等简单机械是生活、生产中常用的机械,也是复杂机械的基本组成部分;功和功率是两个重要的力学物理量,是形成电功和电功率概念的基础;机械能是能量的一种形式。
杠杆平衡的条件,是在探究实验中通过现象的观察和数据的归纳得出的;要在杠杆平衡条件的探究和将滑轮抽象为杠杆的过程中,感受建模的方法;功的概念,要在实例分析的基础上加以理解;功率的概念,是在经历比较做功快慢、类比速度概念的过程中建立的。
在本单元的学习中,要懂得机械的使用对人类社会发展的作用,注意与生活和生产实际的联系。
学习本单元需12课时。
二、学习内容与要求
(二)具体要求
3.1.1理解杠杆。
①知道杠杆的概念;②知道杠杆的支点;③知道力臂的概念;④会画出力臂。
3.1.2学会“探究杠杆平衡的条件”的实验。
①能根据已有的经验和认识,对杠杆处于平衡状态需
要具备的条件作出假设;②会组装和调试实验器材;③能根据实验方案多次改变力的大小、
方向和作用点,使杠杆在水平位置平衡;④能分析实验现象及数据,归纳得出杠杆平衡的条
件。
3.1.3理解杠杆平衡的条件。
①知道杠杆平衡的条件:动力X动力臂=阻力X阻力臂;②能用杠杆平
衡的条件计算力或力臂;③知道杠杆在生活和生产中的简单应用。
3.1.4理解滑轮。
①知道定滑轮和动滑轮;②知道定滑轮不能省力,但可以改变用力方向;③知道
动滑轮可以省力,但不能改变用力方向;④知道定滑轮和动滑轮是变形的杠杆;⑤能解释
一些生活和生产中使用滑轮的实例。
3.2.1理解功。
①知道做功的两个必要因素;②知道功的单位:焦(耳);③能用公式W =Fs计算功、
力或距离。
3.2.2理解功率。
①知道功率的概念;②知道功率的大小是反映做功快慢的程度;③知
道功率的单位:瓦(特);④能用公式P=W/t计算功率、功或时间。
3.3.1知道动能。
①知道动能的概念;②知道影响物体动能大小的因素。
3.3.2知道势能。
①知道重力势能的概念;②知道影响物体重力势能大小的因素。
3.3.3知道动能与势能的相互转化。
①知道机械能的概念;②知道动能和重力势能间可以相互转化;
③能举出动能和重力势能相互转化的实例。
说明:
(1)关于“杠杆”的学习,仅限于硬直杠杆。
(2)关于“杠杆平衡的条件”的学习,仅限于讨论除杠杆支点外只受两个力作用的情况,且不涉及“同一直线上二力的合成”的综合应用。
(3)关于“机械功”的学习,仅限于讨论力与运动方向一致的情况。
(这条老版有,新版没有)
(4)关于“动能”“势能”和“机械能”的学习,不涉及定量计算。
三、学习指引
(―)学习重点
本单元学习的重点是杠杆平衡的条件。
(二)内容结构
(三)实验指要
【学生实验】探究杠杆平衡的条件
1.主要器材: 带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧测力计、钩码、细线(或弹簧夹)等。
(带有刻度是新版增加的,铁架台是由老版的“支架”改的)
2.注意事项:
(1)在“作出假设”的过程中,需有用证据表达猜想的意识,能梳理各种猜想,尝试对探究结果作出预测。
(2)搜集证据前,应将杠杆的中点支在铁架台上,调节横杆两端的平衡螺母,使杠杆在
水平位置保持平衡。
在研究的过程中,必须在杠杆处于水平位置平衡后,才能记录实验数据。
(3)实验中应先确定杠杆所受的作用力中哪个是动力,哪个是阻力。
需多次改变杠杆所受作用力的大小、方向和作用点,使杠杆在水平位置上仍保持平衡,测岀动力、阻力、动力臂、阻力臂。
在使用弹簧测力计时,它对杠杆施加力的方向必须竖直向上。
(4)分析实验现象,归纳数据得出结论后,要与实验前的假设作比较,分析探究结论与所作假设之间的差异。
(四)应用示例
……(未完待续)
四、评价示例
(一)评价建议
本单元评价包括日常作业评价、单元测试、实验评价和实践性活动评价等几个部分,其中日常作业评价和单元测试与方法具体可参考第一单元,实验评价如“探究杠杆平衡条件”(实验数据及分析过程)等可由教师完成评价;实践性活动评价如“生活中的简单机械”等可由学生、家长和教师根据活动过程中的批判性思考、同伴协作和团队合作、演讲表现等方面,完成对学生的学习兴趣、学习习惯和学业成果等维度的评价。
(二)活动示例
1.体验与交流——杠杆概念的形成
以小组合作的形式,用螺丝刀、小木块等撬起木板上的骑马钉,要求:①只用螺丝刀将骑马钉撬起;②用螺丝刀垫着小木块将骑马钉撬起。
活动后,小组共同痰讨两次撬起骑马钉时:①用力的方向有什么不同;②螺丝刀分别绕着哪一个固定点转动;③螺丝刀受到的阻力分别作用在螺丝刀哪一点,其方向如何。
利用评价量表(见下表)进行自评,在全班展示交流小组活动的成果与发现。
“撬起骑马钉”活动评价量表
我们小组的自评分: ___。
(满分10分)
2.研究与交流——生活中的简单机械
以小组合作的形式,开展“生活中的简单机械”的研究。
可以对生活中使用的各类简单工具进行分类,比较它们的优缺点,说明它们的原理。
围绕课题写岀科普小论文,表述小组的观点和研究成果。
完成小组活动评价量表,制作演示文稿进行交流。
3.搜集与交流一一中国古代的简单机械
以小组合作的形式,开展“中国古代的简单机械”的研究。
通过上网查询、阅读有关书籍,对搜集到的关于中国古代简单机械的文献,如研究《墨经》《天工开物》等相关专题的资料进行整理、筛选和综述,完成小组活动评价量表,制作演示文稿进行交流。
4.体验与类比——功率概念的形成
以小组合作的形式,进行登楼(或举重)比赛,比较做功快慢的不同。
类比速度概念的形成过程,讨论、分析得到功与做功时间之比的意义。
完成小组活动评价量表,在全班展示交流小组活动的成果与发现。
(三)测试示例
……(未完待续)。