示范教案(第4节 平衡条件的应用)[精选合集]

第一篇：示范教案(第4节 平衡条件的应用)

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第4节

平衡条件的应用

从容说课

力的平衡要有正确的思路：首先确定研究对象，其次是正确分析物体的受力，然后根据平衡条件列方程求解.对于比较简单的问题，可以用直角三角形的知识求解，对于不成直角的受力问题可以用正交分解方法求解.三维目标

知识与技能

1.知道共点力作用下物体的平衡概念.2.掌握在共点力作用下物体的平衡条件.3.知道如何用实验验证共点力作用下的物体的平衡条件.4.应用共点力的平衡条件解决具体问题.过程与方法

1.正确判断物体的运动状态，培养学生的观察和鉴别能力.2.进一步培养学生分析物体受力的能力.3.应用平衡条件解决实际问题的能力.情感态度与价值观

1.了解运动和静止的相对性，培养学生的辩证唯物主义观点.2.通过对周围处于静止状态的物体的观察和实验，总结出力的平衡条件，再用这个理论来解决和处理实际问题，使学生树立正确的认识观.通过对物体受力分析图的绘画，使学生了解到物理学中的对称美.教学设计

教学重点 1.共点力的平衡条件.2.熟练运用共点力的平衡条件，解决平衡状态下有关力的计算.3.进一步熟练受力分析的方法.教学难点 1.物体的受力分析.2.物体在什么条件下，可以认为是受到共点力作用？

3.物体受到三个不在一条直线上的力作用而处于平衡状态时，这三个力一定共点.教具准备 投影仪、投影片.课时安排 1课时

教学过程

导入新课式

1.用投影片出示复合题：

(1)如果一个物体能够保持_________或_________，我们就说物体处于平衡状态.(2)当物体处于平衡状态时：

a.物体所受各个力的合力等于_________，这就是物体在共点力作用下的平衡条件.b.它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是_________.2.学生回答问题后，教师进行评价和纠正.3.引入：本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些实际问题.推进新课

1.共点力作用下物体的平衡条件的应用举例： 用投影片出示例题1：

［例题剖析1］如图5-4-1所示.细线的一端固定于A点，线的中点挂一质量为m的物体，另一端B用手拉住，当AO与竖直方向成θ角，OB沿水平方向时，AO及BO对O点的拉力分别是多大？

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图5-4-1 解:先以物体m为研究对象，它受到两个力，即重力和悬线的拉力，因为物体处于平衡状态，所以悬线中的拉力大小为F＝mg.再取O点为研究对象，该点受三个力的作用，即AO对O点的拉力F1、BO对O点的拉力F2、悬线对O点的拉力F，如图5-4-2所示：

图5-4-2

图5-4-3 a.用力的分解法求解：

将F＝mg沿F1和F2的反方向分解，得到 F′=mgtanθ;F″=mg/cosθ, 得到F1=mg/cosθ;F2=mgtanθ b.用正交分解合成法求解: 建立平面直角坐标系 由Fx合=0及Fy合=0得到:

F'cosmg0 F1sinF2解得:F1=mg/cosθ

F2=mgtanθ

2.结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤：(1)确定研究对象;(2)对研究对象进行受力分析，并画受力图；

(3)据物体的受力和已知条件，采用力的合成、分解、图解、正交分解法，确定解题方法；(4)解方程，进行讨论和计算.3.学生用上述方法求解下面例题，并抽查部分同学的答案在投影仪上进行评析.［例题剖析2］如图5-4-4所示，两物体重分别为G1、G2，两弹簧劲度系数分别为k1、k2，弹簧两端与物体和地面相连.用竖直向上的力缓慢向上拉G2，最后平衡时拉力F=G1+2G2.求该过程系统重力势能的增量.图5-4-4 解：关键是搞清两个物体高度的增量Δh1和Δh2跟初、末状态两根弹簧的形变量Δx1、Δx2、中鸿智业信息技术有限公司

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Δx1′、Δx2′间的关系.无拉力F时:Δx1=(G1+G2)/k1，Δx2=G2/k2，(Δx1、Δx2为压缩量)

加拉力F时:Δx1′=G2/k1，Δx2′=(G1+G2)/k2，(Δx1′、Δx2′为伸长量)而Δh1=Δx1+Δx1′，Δh2=(Δx1′+Δx2′)+(Δx1+Δx2)系统重力势能的增量ΔEp=G1·Δh1+G2·Δh2 整理后可得：ΔEp=(G1+2G2)（G1G2G2)k1k24.讲解有关斜面问题的处理方法

［例题剖析3］如图5-4-5所示，将重力为G的物体A放在倾角θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，那么对A施加一个多大的水平力F1，可使物体沿斜面匀速上滑？ 分析本题:

图5-4-5 a.定物体A为研究对象 b.对物体A进行受力分析:

物体A共受四个力的作用：竖直向下的重力G、水平向右的力F1、垂直于斜面斜向上方的支持力F2、平行于斜面向下的滑动摩擦力F3，其中G和F1是已知的.由滑动摩擦定律F3＝μF2可求得F2和F3，就可以求出μ.c.画出物体的受力图如图5-4-6.d.本题采用正交分解法：

图5-4-6

对于斜面，常取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，将力沿这两个方向分解，应用平衡条件求解： e.用投影片展示本题的解题过程：

解：取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，分别在这两个方向上应用平衡条件求解，由平衡条件可知，在这两个方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零，即 Fx合=F3-F1cosθ+Gsinθ=0 Fy合=F2-F1sinθ-Gcosθ=0 并且F3=F2·μ 解得：F1=GcosGsin.cossin5.巩固训练

如图5-4-7所示,重为G＝10 N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上，已知挡板也是光滑的，求：

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图5-4-7(1)挡板对小球弹力的大小；(2)斜面对小球弹力的大小.课堂小结

本节课我们主要学习了以下几点：

1.应用共点力平衡条件解题时常用的方法——力的合成法、力的分解法、正交分解法.2.解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤：(1)确定研究对象；

(2)对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图;(3)分析研究对象是否处于平衡状态；

(4)运用平衡条件，选用适当方法，列出平衡方程求解.布置作业

练习1.如图5-4-8所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°.两小球的质量比为(A)

图5-4-8 A.32

32B.C.D.3322练习2.如图5-4-9所示，人重600 N，木板重400 N，人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2.现在人用水平力拉绳，使他与木块一起向右匀速运动，则(BC)

图5-4-9 A.人拉绳的力是200 N

B.人拉绳的力是100 N C.人的脚给木块摩擦力向右

D.人的脚给木块摩擦力向左

练习3.如图5-4-10所示，两个完全相同的小球，重力大小为G，两物体与地面间的动摩擦因数均为μ，一根轻绳的两端固定在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳的夹角为θ.求当F至少为多大时，两球将会发生相对滑动？(F=2Gtan2)

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图5-4-10 练习4.如图5-4-11所示，两个固定的光滑硬杆OA与OB，夹角为θ，各套一轻环C、D，且C、D用细绳相连.现在用一水平恒力F沿OB方向拉环D，当两环平衡时，绳子的拉力是多大?(F/sinθ)

图5-4-11

图5-4-12 练习5.如图5-4-12所示,均匀杆AB重为G,A端用细绳吊在O点,在B端加一水平力F,使AB静止,此时杆与水平方向夹角为α,细绳与竖直方向成θ角.则(B)

A.拉力F一定大于G

B.绳子拉力T一定大于G C.AB杆与水平夹角α必小于θ

D.F足够大时细绳可在水平方向上

板书设计 力的合成法力的分解法常用的方法相似三角形法Fx合0正交分解法共点力平衡条件的应用 F0y合)确定研究对象(物体或结点析,并画出受力示意图对研究对象进行受力分解题的一般步骤平衡状态分析研究对象是否处于运用平衡条件,选择适当方法,列出平衡方程求解活动与探究

观察高压电线的塔架有何特点.习题详解

1.答：如人在做引体向上运动时，两手间距要与肩膀同宽；书桌上叠放在一起的书…… 2.答：用正交分解法求解，伤腿所受拉力为320 N.3.答：不可能.因为两个力相等时，若其夹角为180°，则其合力必然为零，无法与绳子的重力相平衡，所以绳子无法被拉成完全水平.中鸿智业信息技术有限公司

第二篇：第4节 变阻器(教案)

第4节 变阻器

【教学目标】

一、知识与技能

1.了解变阻器的构造、在电路中的符号，理解变阻器的工作原理； 2.通过探究怎样用变阻器改变灯泡的亮度，知道正确使用变阻器的方法.二、过程与方法

1.通过理解滑动变阻器的设计、制作过程，了解科学发明创造、科技革新的过程.2.通过探究滑动变阻器的使用方法，培养学生的概括、归纳能力.三、情感、态度与价值观

激发学生运用所学知识解释变阻器改变电阻的原理，培养学生的创新能力.【教学重点】滑动变阻器的原理及使用.【教学难点】根据要求正确使用与连接滑动变阻器.【教具准备】不同规格的滑动变阻器、电池组、小灯泡、铅笔（或铅笔芯）、金属夹、导线若干、实物投影仪、多媒体课件等.【教学课时】1.5课时

【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】

从列举生活中需要改变音量或改变电灯泡亮度的实例（如：演示旋转收音机音量旋钮可以改变音量、旋转调光台灯的控光旋钮可以改变灯的亮度）入手，激发学生强烈的求知欲，引入“变阻器”，提高学生的学习兴趣.（实物演示）

【进行新课】 知识点1 电阻箱

师 电阻箱是一种能够表示出阻值大小的变阻器，在电路图中用符号表示，一般有两种电阻箱：旋钮式和插孔式.(1)旋钮式：

①使用方法：将电阻箱的两个接线柱连入电路中，调节四个旋钮就能得到0~9999Ω之间的任意整数电阻值.②读数方法：将各旋钮对应的小三角指的数字乘以面板上标记的倍数，然后加在一起就是电阻箱连入电路中的阻值.如图所示是一电阻箱的实物图，该图的示数为3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω.(2)插孔式：

①使用方法：插孔式电阻箱的盖上有一排铜块，铜块间有插孔，孔里插有铜塞，插孔下相邻的两个铜块间有电阻线相连.当铜塞插在孔里，就把相邻的两个铜块连在一起，电流就从铜块上通过.当铜塞拔出时，电流通过插孔下面的电阻线，拔出的铜塞越多，连入电路的电阻越大.②读数方法：每个插孔下的电阻线的电阻值都标在插孔旁边.只要把未插入铜塞的插孔旁的数值加在一起，就是接入电路的电阻值.如图所示，将20Ω和50Ω上方的铜塞拔出，其连入电路中的电阻值就是20Ω+50Ω=70Ω.课堂演练

完成本课时对应课堂练习.知识点2 滑动变阻器 1.探究滑动变阻器的工作原理

师 请大家自己动手设计电路图将台上的仪器（干电池、灯泡、铅笔芯、开关、导线）连接起来，之后观察灯泡是否会亮，有什么办法可以改变灯泡的亮度？

学生将电路连接起来，在探讨改变亮度的问题上很多学生都能够想到改变电

压的大小、电阻的大小，但是改变的方法有所不同，有的学生说可以改变干电池的个数，有的学生想到改变电阻丝（铅笔芯）的长度.教师给予适当的引导，告诉学生实际生活中电源的电压220V是确定的，不能改变的，所以只能改变电阻（铅笔芯）的长度.学生动手连接电路，并将连接铅笔芯的导线一端固定，并使另一端滑动，观察灯泡的亮度与接入的铅笔芯的关系.学生思考后回答：连入电路的铅笔芯越长，灯越暗，连入电路的铅笔芯越短，灯越亮.教师总结：电源的电压不变，铅笔芯越长，电阻大，电流小；铅笔芯越短，电阻小，电流大，所以通过改变铅笔芯在电路中的长度来改变电阻，从而改变电路的电流，这就是滑动变阻器的原理.板书：滑动变阻器原理：通过改变连入电路的电阻线的长度→改变电阻→改变电流.2.探究滑动变阻器的结构

师 请同学们思考如何将一个长电阻线逐步改装成一个滑动变阻器？ 生：这需要知道滑动变阻器的构造.师 同学们回答得很好，在讨论滑动变阻器的构造之前，需要解决以下几个问题：

问题1：选择何种材料的导线？——镍铬合金线

为使滑动变阻器调节的范围更大，我们还需更长的电阻线，应该选择什么材料最合适？

教师给出几种长1m、横截面积1mm2的金属导线在20℃时的电阻值： 铜(0.017Ω)、铝(0.027Ω)、铁(0.096Ω)、锰铜(0.44Ω)、镍铬合金(1.1Ω)，让学生进行讨论.最后得出结论：相同长度和横截面积的条件下，镍铬合金的电阻比较大，滑片移动相同距离时，改变的电阻大.问题2：导线太长怎么办？——绕成线圈

有同学指出解决办法是将导线绕成线圈，有的同学说，平时我们见到的缝纫机线、弹簧就是这样的.（引导：导线较软，线圈没有支架，容易散乱.）

问题3：支架的材料？——绝缘材料（瓷筒）

师 选作支架的物体材料，是导体还是绝缘体？ 生：绝缘体.师 众多的绝缘材料，用什么材料较好呢？

生：硬纸筒，圆木棒，塑料棒（没有同学提到瓷筒）.师 很好，这些绝缘材料都可以做支架.但同学们注意，如果用这些材料作变阻器线圈支架的话，它也有缺点，比如，线圈中通过的电流较大时，因导体发热，容易出现什么不好的结果？

生：会烧起来.师 同学们继续找既能绝缘，又不会出现因电流过大而引发事故的绝缘材料.师 生共同讨论后，最终确定用瓷筒.问题4：线圈短路时怎么办？——涂油漆绝缘

师 紧密排绕的镍铬合金线线圈横向之间会导电，怎么解决这个问题？ 生：用塑料绝缘.师 塑料、油漆等绝缘都可以，但塑料绝缘比油漆绝缘线圈占用的空间大，所以常用油漆绝缘.问题5：怎样改变镍铬合金线的长度？——滑片

教师引导学生回忆刚才做的实验，导线一端在铅笔芯上自由滑动.（多媒体演示滑动变阻器的滑片和金属杆）

问题6：滑片靠在绝缘油漆上，不能跟镍铬合金线接触时怎么办？——将与滑片接触的镍铬合金线绝缘油漆刮掉.问题7：连接导线夹的导线→金属棒（固定滑片）问题8：为了使之连入电路→加接线柱.接着介绍滑动变阻器的结构示意图.板书：滑动变阻器的结构：电阻丝绕成的线圈、绝缘瓷筒、金属棒、滑片.结构示意图：

在电路图中的符号：

3.探究滑动变阻器的正确接法

师 同学们现在可以设计电路，进行实验，在设计和实验过程中弄清下列问题：（用多媒体播放）

（1）滑动变阻器有4个接线柱，接入电路时，如果只需接两个，共有几种接法？

(2)滑动变阻器哪两个接线柱之间的电阻是不变的？(3)滑动变阻器哪两个接线柱之间的电阻很小，几乎为零？

(4)移动滑动变阻器的滑片，哪两个接线柱之间的电阻会随之改变？向哪个方向移动时电阻变大？

(5)要使灯泡和变阻器中的电流大小相同，滑动变阻器应该与灯泡串联还是并联？

（6）要能改变电路中电流的大小，应使用滑动变阻器的哪两个接线柱？（7）要使灯泡由暗变亮，接通电路前应将滑动变阻器滑片放到什么位置上？ 实验探究：首先设计出实验电路，接着根据各自制定的计划进行操作.学生操作，教师巡视指导各实验小组的实物连接.实验结束后，各组进行交流，提出发现的问题.师 下面请同学们说说你们的收获吧.生1：把A、B或C、D两个接线柱串联接入电路时，灯泡的亮度都不变，说明AB间和CD间的电阻都不变；但是接C、D时灯很亮，说明CD间电阻很小，几乎为零；接AB时灯很暗，说明AB间的电阻很大.生2：要想控制电路中电流的大小，改变小灯泡的亮度，滑动变阻器必须串联接入电路，并使用“一上、一下”两个接线柱.生3：要使灯由暗变亮，接通电路前就应将滑动变阻器滑片放在电阻最大的位置上.但我发现有的组和我们不一样，我们在最左（A）端，他们在最右（B）端，难道最大值位置有两个吗？

生4：我也发现了使灯由暗变亮有的从左向右滑，有的从右向左滑.师 大家先别着急，我们先请一位同学上台将你们滑动变阻器不同的连接情况画在黑板上.教师引导学生仔细观察比较各组变阻器的连接情况，分析产生区别的原因，进一步弄清滑动变阻器的使用规则及方法.教师总结：滑动变阻器阻值的最大位置及滑片的移动方向，都与变阻器的连接情况有关.如图，如果使用接线柱CA或DA，则电阻丝AP段被接入电路，这时电阻值最大的位置是滑片P应在B端，滑片从B端向A端滑动时，电阻逐渐减小，电流逐渐变大，灯泡由暗变亮；如果使用接线柱CB或DB，则电阻丝PB部分被连入电路，电阻最大值的位置就应是滑片P在A端，而要使灯由暗变亮，滑片要从A端向B端滑动.板书：滑动变阻器的正确接法：上、下各接入一个接线柱，串联在电路中.4.滑动变阻器的铭牌

师 请同学们思考一下，滑动变阻器滑片上还有一个铭牌，上面写有“50Ω1.5A”是什么意思呢？

教师组织学生交流讨论，并积极发言.生1：“50Ω”可能是说这个滑动变阻器的阻值变化范围是0~50Ω，它的最大电阻值就是50Ω.生2：“1.5A”应该是说它能通过1.5A的电流.师 同学们分析的很正确.滑动变阻器铭牌上标出的是滑动变阻器的“最大阻值”和允许通过的“最大电流”.因此在使用滑动变阻器的时候要注意以下规则：

板书：使用滑动变阻器的注意事项：

（1）电路中的电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流；（2）使用前应将滑片调到阻值最大端.例题教师用多媒体展示练习册中对应题目，先让学生思考，后讲解.5.变阻器的应用

师 在电路中，变阻器的作用主要是通过调节其电阻值，改变电路中的电流.滑动变阻器一般只在实验室中应用.有些家用电器音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器，如教材P70页图16.4-5是一种电位器的结构图,它通过机械式旋钮调节阻值的大小.电位器也可以用在其他电器上，例如，可调亮度的电灯，可调温度的电热毯、电饭锅，等等.下面请同学们在课后通过上网查阅资料

了解更多有关变阻器应用的知识.课堂演练

完成本课时对应课堂练习.【课堂延展】

滑动变阻器和电阻箱的主要异同点：（多媒体展示）

【教师结束语】

这节课我们学习了能改变电阻大小的装置——滑动变阻器，它的原理是通过改变接入电路中导体的长度来改变电阻大小的，其构造是把较长的涂有绝缘漆的电阻丝绕在瓷筒上，并在滑片与电阻丝接触的地方，将绝缘漆刮去，使滑片与电阻丝接触良好.变阻器也有规格，我们使用时不能超出其规格使用，所以使用前要观察滑动变阻器的铭牌.实际变阻器接入电路时，只需要两个接线柱即可，一般采用“一上一下”的方式，开关闭合前，变阻器调到阻值最大的位置，以保护电路，不至于电流过大.课后作业

完成本课时对应课后练习.1.本节课采用探究性教学与多媒体教学相结合的教学方法，改变了以往以老师教学生听为主的传统教学方法，从根本上调动了学生学习的积极性，提高了学

生学习的兴趣，大部分学生都能够积极参与思考，参与探究实验，从课后学生的反馈来看，学生基本上能够懂得滑动变阻器的工作原理以及正确使用滑动变阻器的方法.2.本节课的教学充分体现了学生的主体地位，让学生带着问题去设计实验和探究，让学生沿着科学探究的途径，去体验人类认识自然的过程，激发了学生强烈的求知欲望，同时培养了学生的合作精神和科学素养.3.考虑到学生的智力水平、动手能力以及知识结构的不同等原因，因此，到实验室后对学生的座位重新做了编排，把物理成绩好的跟差的分在同一小组，把动手能力强的跟相对较弱的学生分在同一小组，这样更加有利于调动学生的积极性和参与度，发挥小组合作的精神.4.由于变阻器的学习属于技能性训练，因此探究的方式也与前面的学习有所不同，以提出思考性问题的方式展开，并且课本中的思考题只有亲自动手操作，才能深刻体会，所以对学生实验过程中出现的错误要及时纠正，要提醒学生把滑片置于电阻最大位置，然后再合上开关，移动滑片，观察灯泡亮度的变化判断接入电路电阻的大小的变化，让学生学会正确使用滑动变阻器.

第三篇：《第4节 简单机械》教案

《第4节 简单机械》教案

教学目标：

知识与技能

（1）了解什么是杠杆，能从常见的机械中识别杠杆。

（2）知道杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）。过程与方法

（1）通过体验、演示，使学生学会比较、概括，了解杠杆的本质。

（2）通过实验探究，理解影响杠杆转动效果的因素，培养学生分析问题解决问题的能力。

情感、态度、价值观

（1）通过了解春秋时代杠杆的介绍，激发学生的民族自豪感和历史使命感。（2）通过对力臂的探究，进一步认识事物的相对性和普遍联系的辩证观点。（3）在实验探究中培养学生的质疑精神和实事求是的科学态度。

教学重点：

理解杠杆的平衡条件，认识定滑轮、动滑轮和滑轮组的结构及特点以及它们的应用。

教学难点：

理解机械效率并学会测量的方法。

教学过程：

一、杠杆

1、定义：一根硬棒如果在力的作用下，能够绕固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。注意：杠杆的形状各异，可以是直的，也可以是弯的。

2、杠杆的五要素（1）支点（O）（2）动力（F1）（3）阻力（F2）（4）动力臂（l1）（5）阻力臂（l2）

l1：从支点到动力作用线的距离 l2：从支点到阻力作用线的距离

3、杠杆的平衡条件（1）杠杆的平衡状态 杠杆静止、杠杆匀速转动（2）杠杆的平衡条件

动力×动力臂＝阻力×阻力臂即：

F2l1F1l1F2l2或F1l2

动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。（3）为何要调节成水平位置平衡？

倾斜状态力臂比杠杆上的刻度小，所以为了直接根据杠杆上的刻度读出力臂，把杠杆调节成水平位置。

4、杠杆的分类

（1）l1l2、F1F2省力杠杆如：铡刀、铁锹；（2）l1l2、F1F2费力杠杆如：钓鱼杆；（3）l1l2、F1F2等臂杠杆如：天平。

注意：在支点和动力作用点确定的情况下，沿与支点和力的作用点的连线垂直的方向用力，力臂是最长的，力是最省的。

5、人体上的杠杆

二、滑轮

滑轮是一个周边有槽，可以绕着中心轴转动的轮子。滑轮根据它的不同使用方法可分为三种类型。

1、定滑轮

（1）定义：在工作的时候，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用时，轮子在不停地转动，但位置不变。

这种定滑轮我们日常生活经常见到如升国旗。旗杆顶上装一个定滑轮，人站在地上就能把旗子升到高处。

使用定滑轮与不使用定滑轮而直接用手去提拉，用力的大小是相等的，即使用定滑轮不省力。使用定滑轮不省力也不费距离。定滑轮实质是一个等臂杠杆，所以，根据杠杆平衡条件可知动力F1等于阻力F2，即不省力，因此不省力也不费距离。

2、动滑轮

在工作的时候，滑轮和重物一起移动的滑轮叫动滑轮。不用动滑轮而直接用手来达到同样的目的时用力的方向相同，即使用动滑轮不能改变力的方向。但使用动滑轮能省一半力。使用动滑轮时，两段绳子承担总重，每段绳子只承担总重的一半，所以使用动滑轮省一半力。使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。

动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆。所以，根据杠杆平衡条件可知动力F是阻力F的一半。因为省一半力，所以要多移动距离，即动力移动的距离是阻力移动的距离的二倍。

3、滑轮组

（1）把定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫滑轮组。它既省力，又可改变力的方向，使用方便。

由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组

A、绕成两段绳子时：F＝1／2G总，S＝2h。这时只有两段绳子总重，最后从定滑轮绕出的一段只改变力的方向，不承担重力，所以动力是总重的二分之一。

B、绕成三段绳子时：F＝1／3G总，S＝3h。最后一段从动滑轮绕出来直接承担重力，因此这时有三段绳子承担总重，所以动力是总重的三分之一。

（2）分析归纳：使用滑轮组的时候，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的动力就是总重的几分之一，动力（或绳子自由端）移动的距离S就是重物升高的距离h的几倍。即F＝1／nG总，S＝nh，n为绳子的段数，省了力就要多移动距离。

（3）绕绳子的规律：段数为偶数时，绳子固定端与定滑轮框架上的挂钩相连；为奇数时，绳子固定端与动滑轮框架上的挂钩相连。

三、机械效率

1、有用功、额外功和总功

有用功（W有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功。额外功（W额外）：对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功。总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功。W额外＝W总—W有用

2、机械效率

机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。

注：有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率用百分数表示，没有单位。

3、提高机械效率

采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。（1）减小摩擦（2）减小机械本身的重力

4、斜面——种可以省力的简单机械 例：盘山公路——斜面越缓越省力

第四篇：第五章第4节变压器教案

高二物理

主备人：王永永

选修3-2第五章第4节《变压器》教学设计

一、本节教材分析

变压器是交变电路中常见的一种电器设备，也是远距离输送交流电不可缺少的装置.在讲解变压器的原理时，要积极引导学生从电磁感应的角度说明：原线圈上加交流电压产生交流电流，铁芯中产生交变磁通量，副线圈中产生交变电动势，副线圈相当于交流电源对外界负载供电.要向学生强调，从能量转换的角度看，变压器是把电能通过磁场能转换成电能的装置，经过转换后一般电压、电流都发生了变化.有的学生认为变压器铁芯是带电的.针对这种错误认识，可让学生根据电磁感应原理，经过独立思考了解到变压器铁芯并不带电，铁芯内部有磁场（铁芯外部磁场很弱）.变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识.二、教学目标

1、知识目标

（1）知道变压器的构造.（2）理解互感现象，理解变压器的工作原理.（3）理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题.（4）理解理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题.（5）知道课本中介绍的几种常见的变压器.2、能力目标

（1）用电磁感应去理解变压的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力.（2）讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义.（抓主要因素，忽略次要因素，排除无关因素）

3、情感态度与价值观

（1）使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的.（2）培养学生实事求是的科学态度.三、教学重点、难点

重点：变压器工作原理及工作规律．

难点：1.理解副线圈两端的电压为交变电压．

2.推导变压器原副线圈电流与匝数关系．

3.掌握公式中各物理量所表示对象的含义．

四、学情分析：学生已经掌握了电磁感应现象的大致规律，了解了电感现象，为本节的学习打下了理论基础。可自行预习课本，了解相关原理。同时变压器的作用神奇，变压装置在生活中很常见，应激发学生学习主动性，利用课余时间，带着自己的问题，搜集资料了解变压器

五、教学方法

五步两段一体循环穿插教学法

六、课前准备

可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等.七、课时安排

课时

高二物理

主备人：王永永

Δ2E2=N2Δt

在忽略漏磁的情况下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得

E1N1E2N2

在忽略线圈电阻的情况下，原线圈两端的电压U1与感应电动势E1相等，则有U1=E1；副线圈两端的电压U2与感应电动势E2相等，则有U2=E2.于是得到

U1N1U2N2

［师］请同学们阅读教材，回答下列问题：（1）什么叫理想变压器？（2）什么叫升压变压器？（3）什么叫降压变压器？

（4）电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器？（5）理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？

（6）若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I1与I2有什么关系？（7）绕制原副线圈的导线粗细一样吗？

3、几种常见的变压器

［师］变压器的种类很多，请同学们阅读教材，了解几种常见的变压器，并回答下列问题：

（1）自耦变压器有何特点？

（2）自耦变压器如何作升压变压器？又如何作降压变压器？（3）互感器分为哪几类？

（4）电压互感器的作用是什么？（5）电流互感器的作用是什么？

（四）反思总结，当堂检测。本节课主要学习了以下内容： 1.变压器主要由铁芯和线圈组成.2.变压器可改变交变电的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象.3.理想变压器：忽略一切电磁损耗，有 P输出=P输入

U1N1I1N2U2NI2N1

4.日常生活和生产中使用各种类型的变压器，但它们遵循同样的原理.（五）新课导学、布置预习。

高二物理

主备人：王永永

时过多，介绍性的知识可以布置为作业或是课后研究，使课堂教学的效率更高，重点更加突出。还有在课堂教学中的语言运用要更加科学规范严谨，语速要稍微慢些，教学节奏要急缓适当，让学生在学习知识时更加轻松自如。

十一、学案设计(见下页)

第五篇：第4节 电动机 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

知识与技能

①了解磁场对通电导线的作用；

②初步认识科学与技术、社会之间的关系。过程与方法

经历制作模拟电动机的过程，通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理。情感、态度与价值观

通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。

2.教学重点/难点

重点

①通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关； ②直流电动机的能量转化。难点

电动机能够持续转动的原因。教学准备

教师：U形磁铁、电源、导线、开关、线圈和电动机演示模型。

学生：U形磁铁、小小电动机线圈、5号电池（2节）、金属支架、硬纸板和电动机模型。

3.教学用具 4.标签

教学过程

引入新课 第一课时 师：同学们好!我们上课前先来欣赏一些图片（用多媒体展示机床、电梯、电扇、电动玩具、冰箱等使用电动机的电器，并播放它们由停止到运转的状态），这些图片里的东西有什么共同的特点。

生甲：它们都是电器。

生乙：它们的运转都需要用到电。生丙：它们都是靠电动机来转动的。

师：这些同学都说得很好。（用课件形式显示几种机器如电扇、电梯、电动玩具的结构图，并圈出电动机的位置）这些机器都有一个很重要的设备──电动机。

板书：第四节电动机

进行新课

师：那么，为什么给电动机通电，它就能转动呢？电动机工作的原理是怎样的呢？ 生：（随着老师的问题思考）

师：在回答这个问题之前，先让我们一起来回忆一下奥斯特电生磁的实验。哪位同学可以叙述一下奥斯特的实验过程及结果？

生：丹麦物理学家奥斯特在做实验时偶然发现当导线中有电流通过时，它附近的磁针指向发生了偏转，这个意外的现象引起了奥斯特极大的兴趣，它又继续做了许多实验，终于证实了电流的周围存在着磁场。

师：回答得很好。让我们一起回过头来看看奥斯特的实验（用多媒体课件展示奥斯特实验的实验装置及结论）。奥斯特是用一根小磁针放在通电导线的旁边发现了小磁针会受到力的作用，而且电流方向改变后，小磁针的转动方向也改变。那么我们反过来想一下，假如通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢？

（让学生思考和讨论）

生：我想会。因为奥斯特的实验证明了通电导线可以产生磁场，而且我们也知道了通电螺线管产生的磁场就相当于一个条形磁铁的磁场。那么把通电导线放在磁场中也就相当于把两个磁铁放在一起，肯定会有力的作用。因为两个磁体之间是可以相吸或相斥的。

师：这个同学的猜想听起来很有道理，但是正不正确呢？我们应该怎样去判断？ 生：用实验去验证。

师：那么我们应该怎样去设计这个实验呢？请同学们再讨论一下，给出一个比较好的方案来。

（巡回听取学生讨论的方案）

师：请小组代表把你们讨论的结果告诉大家。

生甲：因为我们考虑到问题是要验证通电导线在磁场中有没有受到力的作用。所以我们想到实验必须有一条通电的导线，选择器材时就应该有导线，电源和开关；另外还要有提供磁场的条形磁铁。把通电导线放在磁场中看它能不能受到力的作用。

生乙：我们的方案和他们的大致相同。但是我们觉得用U形磁铁可能更好些，因为U形磁铁内的磁场集中些。还有我们觉得那根通电导线最好能用一个支架把它支起来，使它可以自由地摆动，这样才能更好地观察。

师：你们是根据什么想到这一点的呢？

生：我们是根据奥斯特的实验想到的。其中的小磁针不也是可以自由转动的吗？ 师：同学们设计的方案都很好，特别是这组的同学考虑得非常全面，而且有根有据的。（鼓励学生深入、严谨地思考，激发学生积极主动地探究）师：那么同学们看看我的这套实验仪器能不能验证你们的猜想呢？（拿出演示实验仪器）

师：（介绍实验仪器）像刚才那位同学说的，为了使通电导线能自由地摆动，我们给他做了个导轨。（安装好实验装置）导线ab放在磁场里，我们把开关合上，请同学们认真观察这根导线看它会怎么样？（闭合开关，演示实验）

师：同学们看到了什么现象。生：导线运动了。师：怎么运动？ 生：向左运动。师：那么这个实验说明了什么问题？ 生：说明了导线在磁场中可以运动。师：能不能说得更完善些。

生甲：应该是通电导线在磁场中可以运动。

生乙：说明了通电导线在磁场中会受到力的作用，没有力的作用导线就不会运动。师：这位同学总结得很好，得到的结论也比较全面。板书：

一、磁场对通电导线的作用

结论：1．通电导线在磁场中受到力的作用。

师：刚才我们用实验验证了我们的猜想，我们的实验现象也很明显，导线是运动了，而且是向左运动的。那么同学们再思考一下，奥斯特改变电流方向，小磁针的转动方向也改变了。我们这里的导线是不是永远向左运动的呢？怎么样去验证你的想法？

生甲：可以改变电流的方向来看看导线的运动方向有没有改变。

生乙：可以保持电流方向不变，改变磁场方向来看看导线的运动方向有没有改变。师：那我们再用实验来验证这些同学的想法。

（先改变电流方向，示意学生看现象；保持原来的电流方向，再改变磁场方向）师：同学们观察到了什么现象？由此又说明了什么？

生：看到导线的运动方向改变了，说明了改变电流或者磁场的方向，通电导线的运动方向也会改变。

师：换句话说就是通电导线受到磁场力的方向跟电流和磁感线的方向都有关系。板书：结论：2．通电导线所受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关。师：刚才我们是把一根通电导线放在磁场中发现它会受到力的作用。那么假如我们不是放一根导线，而是把整个线圈放到磁场中，又会怎么样呢？

（演示把线圈放到磁场中的实验）师：可以观察到，线圈转动了起来，那么同学们可以讨论一下：为什么线圈是转动而不是直线运动呢？

生：（讨论后总结）由于导线两边的电流方向是不一样的，那么他们受到的力也就不一样了，就像一个框被相反的力扭动一样，所以只能是转动的。

师：总结得很好。其实我们开头讲的电动机的原理就是这样的，是用电来使线圈转动，然后带动机器转动的。下面我们就来做这个“小小电动机”实验，看看电动机是怎样转起来的。并且思考一下电动机为什么能不停地转动，这和我们的实验器材的结构有没有关系？

生：（动手做实验，探究电动机的转动，记录实验现象并思考问题）（约7、8min）师：好了，刚才我们通过实验也验证了我们开始的猜想。那么同学们在做实验的时候有没有注意到我们的实验器材有什么特别的地方呢？

生：我们的线圈引线的两端都只是把一半的漆皮刮去的。

师：对，这是实验的特别之处，同学们回去想一下，为什么要这样做，假如把两端漆皮全部都刮去的话，又会怎么样呢？

（让学生先回去思考）

师：同学们你们在学完这节课后，有什么收获呢？ 生甲：我知道了通电导线在磁场中会受到力的作用…… 生乙：我还知道了我们有了设想之后一定要用实验去验证。

师：这节课我们能获得那么多知识，和同学们善于思考是离不开的。同学们在讨论问题时都很认真，并且还能联系我们以前学过的东西去想问题，也越来越善于由看到的实验现象总结出实验的结论，语言表达比较规范。请同学在课外思考我们刚才提出的问题。

板书

一、磁场对通电导线的作用 结论：

①通电导线在磁场中受到力的作用。②通电导体所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。

二、电动机的基本结构

换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动。

三、生活中的电动机

电动机的作用：把电能转化为机械能。