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第十二章 简单机械
我们的周围有各种各样的机械：提升重物的起重机，计时的钟表，甚至小小的瓶起子…现在，机械更进入了太空。2005年7月30日，美国宇航员罗宾逊就在机械臂的辅助下，对“发现号”航天飞机的隔热层进行了维修。
各种各样的机械展现了人类的智慧。有的机械简单，有的机械复杂。不管机械多么复杂，都可以从中找到构成它们的基本元素——杆、轮、链条等。本章我们就从最简单的机械入手，了解它们是如何为人类服务的!
第十二章 简单机械
单元解读
2.2.6
知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
第十二章 简单机械
3.2.3
知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
《课标》要求
学习目标
1. 能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
2. 通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件，能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。
3. 能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。
第1节 杠杆
学习目标
1. 认识定滑轮和动滑轮。
2. 知道定滑轮、动滑轮的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。
3. 会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系。
第2节 滑轮
学习目标
1. 能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。
2. 能说出机械效率的含义，直到机械效率是小于1的，能利用机械效率的公式进行简单的计算。
3. 通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。
第3节 机械效率
第十二章 简单机械
内容分析
内容分析
一、《课标》对杠杆平衡有新的要求
本章是初中物理力学部分的最后一章，涉及前面所学的力和功的知识，具有一定的综合性。一方面，要从力的角度认识简单机械；另一方面，还要从功的角度认识简单机械。关于平衡状态，初中物理课程仅涉及二力平衡和杠杆平衡。《课标》对杠杆平衡有新的要求，即通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件。其中既有实验探究的要求，又有知识方面的要求，而且探究杠杆的平衡条件实验被列为学生必做实验。
本章概述
内容分析
二、本章的概念与规律
本章涉及的概念有简单机械中的杠杆、滑轮（定滑轮、动滑轮、滑轮组）和机械效率（包括总功、有用功、额外功），涉及的物理规律有杠杆的平衡条件。
通过本章的学习，学生应能正确、合理地使用杠杆、滑轮，以达到改变力的大小和方向的目的；能从生活和生产实际出发，选择不同类型的杠杆、滑轮，以达到省力或方便的目的。
本章概述
内容分析
三、本章的章首图
本章章首图呈现的是2005年7月30日，美国宇航员史蒂夫·罗宾逊在机械臂的辅助下，对发现号航天飞机的隔热层进行维修的情景。这从一个侧面反映了机械的发展，展现人类的伟大智慧。这对学生形成正确的科学态度、产生探索自然的内在动力等方面会起到较强的激励作用。
本章概述
内容结构
本章概述
杠杆（生活中的杠杆）
探究杠杆的平衡条件
F1l1＝F2l2
总功、有用功和额外功
机械效率
简单
机械
从力的
角度认识
滑轮（定滑轮、动滑轮和滑轮组）
从功的
角度认识
（1）本节内容：由“杠杆”“杠杆的平衡条件”“生活中的杠杆”三部分构成。
（2）本节教学重点：探究杠杆的平衡条件。
（3）本节教学难点：画杠杆的力臂。
杠杆的知识是前几章力学知识的延续，也是学习滑轮和轮轴等简单机械的基础。突出教学重点的关键是要引导学生完成好探究杠杆平衡条件的实验，在设计实验、进行实验和数据处理等方面给学生创设参与的机会，使他们加深体验。但要注意根据学生情况把握好分寸，因为这个实验的设计和数据处理对学生来说难度较大。
为了使学生能较准确地画出力臂，教师有必要讲清力臂的概念，但课堂上不宜花费过多时间训练，否则会影响本节重点的教学。
第1节 杠杆
内容分析
（1）本节内容：由“定滑轮和动滑轮”和“滑轮组”两部分构成。
（2）本节教学重点：研究定滑轮和动滑轮的特点。
（3）本节教学难点：滑轮组。
本节是在学习了二力平衡、功和功率、杠杆这些知识的基础上进行的，是对功和功率学习的延续，是对简单机械学习的深化。它为机械成效率的学习奠定了基础，是本章的核心内容之一。
要引导学生完成好研究定滑轮和动滑轮特点的实验，让学生亲身体验，找出定滑轮和动滑轮的特点，加深对滑轮的认识，并为学习滑轮组作好知识储备。
内容分析
第2节 滑轮
学生通过实验总结出定滑轮、动滑轮的作用和特点后，要通过对比（是否省力，是否可以改变力的方向，是否省距离）找出它们各自的优缺点，这样有利于培养学生辩证地认识事物的意识和习惯。
对于滑轮组的特点，可在教科书的基础上进行必要的拓展，为学习滑轮组的机械效率作好铺垫，分散教学的难点。另外，“科学世界”栏目介绍了轮轴和斜面两种常见的简单机械，可以引导学生通过自主阅读对它们有所了解。
内容分析
第2节 滑轮
（1）本节内容：由“有用功和额外功”和“机械效率”两部分构成。
（2）本节教学重点：机械效率。
（3）本节教学难点：测量滑轮组的机械效率。
机械效率是衡量机械性能的重要指标，也是学习其他效率，如热机效率的基础，具有十分重要的现实意义。教学中要通过实例仔细分析有用功、额外功和总功，以便学生真正认识机械效率的含义。
内容分析
第3节 机械效率
测量滑轮组的机械效率是本节的难点。教学中要组织学生经历测量的全过程，如让学生经历组装实验装置、测量数据、得出结论的过程，既能激发他们的学习兴趣，又能增加实践体验。
内容分析
第3节 机械效率
可以让学生课后收集有关机械使用历史发展的资料，通过汇报、讨论、交流等多种形式，认识机械的使用对社会发展的作用，体现“注意学科渗透，关心科技发展”的课程理念。
本单元教学重点与难点
1. 探究杠杆的平衡条件。
2. 研究定滑轮和动滑轮的特点。
3. 机械效率。
教学重点
1. 画杠杆的力臂。
2. 滑轮组。
3. 测量滑轮组的机械效率
教学难点
第十二章 简单机械
教学策略
内容 （一）认识杠杆
一、杠杆
教学策略
1. 感知杠杆
本章第1节的节首图通过呈现古人使用杠杆的场景，使学生感受到杠杆是一种劳动工具。这幅节首图和本章的章首图“机械臂”一起，通过两个跨越历史长河的机械的变迁，向学生展示机械历史发展的进程，反映人类对机械的不断探索。这对于杠杆概念的引入和学生的情感体验具有重要意义。同时，教科书列举生活实例创设情景，并归纳、概括、
描述出杠杆的共同特征，初步
给出杠杆的概念。这一过程，
使学生完成了对杠杆的感性认识。
第十二章 简单机械
内容 （一）认识杠杆
一、杠杆
教学策略
2. 经历探究杠杆平衡条件的过程
教科书在提出问题“杠杆在满足什么条件时才会平衡”后，具体陈述实验操作的方法，给出记录数据的表格。教科书对于数据处理的要求更加开放，没有像原教科书那样“例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算，找出它们之间的关系”的导引。这样的处理在一定程度上可以避免学生形成“凑数”的不良习惯。
为了让学生真正经历探究杠杆平衡条件的实验过程，可以引导学生通过观察发现动力与动力臂的长短可能有关，动力臂越长，需要的动力好像越小……在此基础上进一步分析，二者很可能是反比的关系，等等。这样就会使学生的猜想符合逻辑、有理、有据，久而久之，形成良好的理性思维习惯。
第十二章 简单机械
内容 （一）认识杠杆
一、杠杆
教学策略
3. 杠杆的应用
杠杆的应用主要反映在根据杠杆的平衡条件解决实际问题。教科书选取原教科书“现代版曹冲称象”的内容改编为例题。由于这是一个实际问题，对于刚接触杠杆知识的学生来说有些难度，因此题目中作了必要的铺垫。
第十二章 简单机械
为使学生进一步巩固对杠杆的认识，教科书在列举生活实例的基础上，归纳、分析了三种生活中的杠杆，即等臂杠杆、省力杠杆和费力杠杆。
内容 （二）删掉功的原理的原因
二、功的原理
教学策略
功的原理是传统教科书的必备内容，原教科书中也曾保留，其表述为：“使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。”现在，教科书中删去了这部分内容，
主要原因是，编者认为教科书应当使读者体会到物理学的简洁美，其表现之一是使用尽可能少的原理。功的原理所表述的内容，可以由“机械效率总是小于1的”得出。《课标》对机械效率有明确要求，但对功的原理没有要求。另外，查阅全国科学技术名词审定委员会公布的相关科技名词和《中国大百科全书·物理学》，发现均未收录“功的原理”一词。
第十二章 简单机械
内容 （三）关于有用功和额外功的引入
三、机械效率
教学策略
《课标》对机械效率的内容要求有变化，由原来的“理解”降为“知道”水平。教科书让学生知道机械效率的定义及其含义，认识机械效率的高低是反映机械优劣的重要标志之一，进而分析额外功产生的原因，了解提高机械效率的有效途径。
机械效率是初中物理教学的一个难点，其原因是多方面的。
第一，由于机械效率问题涉及总功、有用功、额外功等概念，而这些有关功的概念本身较抽象。
第二，学生往往把机械效率的高低与机械省力多少混为一谈，误认为机械越省力其机械效率越高。
第三，同一机械的机械效率的高低，不仅与装置本身有关，还与机械的使用条件有关。学生往往认为同一机械的机械效率是固定不变的，容易忽视使用条件对机械效率高低的影响，从而产生错误。
第十二章 简单机械
内容 （三）关于有用功和额外功的引入
三、机械效率
教学策略
教科书采用演示实验的方式引人有用功和额外功的概念。先用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定高度，计算拉力所做的功W1。然后用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功W2 。之后设问：“这两次拉力所做的功一样吗？为什么？”这样的教学过程，不仅有利于揭示有用功和额外功的实质，还会使学生对W2 > W1 ，有直观的认识。以这一认识为基础，通过分析、讨论，突出使用机械总要做额外功，进而为引出机械效率概念打下基础。
第十二章 简单机械
课时安排
第十二章 简单机械
节次 课时
第1节 杠杆 1
第2节 滑轮 1
第3节 机械效率 1
单元复习 1

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