反比函数在物理学中的应用教学实录及点评

反比例函数在物理学中的运用

贵州省瓮安第三中学 李兴奎

教学目标

【知识与技能】

运用反比例函数解决实际应用问题，增强数学建模思想. 【过程与方法】

经历“实际问题一数学建模一拓展应用”的过程，发展学生分析问题，解决问题的能力. 【情感态度】

进一步锻炼学生的数学应用能力，增强数学应用意识，提高学习数学的兴趣. 【教学重点】

用反比例函数的有关知识解决实际应用问题. 【教学难点】

构建反比例函数模型解决实际应用问题，巩固反比例函数性质. 教学过程

一、情境导入，初步认识

“给我一个支点，我可以撬动地球”，古希腊科学家阿基米德曾如是说，他的“杠杆定律”通俗地讲是：阻力×阻力臂=动力×动力臂.由上述等式，我们发现，当阻力、阻力臂一定时，动力和动力臂成反比例函数关系. 二、典例精析，掌握新知

例1 小伟欲用撬棍撬动一块大石头，已知阻力和阻力臂不变，分别为1200 N和0.5 m. (1 )动力F和动力臂l有怎样的函数关系？当动力臂为1.5 m时，撬动石头至少需要多大的力？

(2)若想使动力F不超过题(1)中所用力的一半，则动力臂l至少要加长多少？

【分析】

显然本题应用杠杆定律相关知识来解决问题，首先由阻力和阻力臂的数据得到动力F与动力臂l的函数关系式为F=600 (l＞0),再把l=1 . 5l1= 2002代入，求出动力的大小.注意

“橇动石头至少需要多大的力”表面上看是不等关系，但用相等关系来解决更方便些.而（2)中的问题即可用F=400×代入求动力臂的长度的最小值，也可利用不等关系，6001≤400× ,得l的范l2

围是l≥3，而动力臂至少应加长1.5米才行. 【教学说明】在本例教学时，应仍由学生自主探究，构建适合题意的反比例函数关系式，让学生加深对反比例函数意义的理解，进一步增强分析问题和解决问题的能力.教师在学生练习过程中，巡视指导，帮助有困难同学形成正确认知，在大部分学生自主完成后，可提出以下问题让学生思考，巩固提高：（1 )用反比例函数知识解释：在我们使用撬棍时，为什么动力臂越长就越省力？（2)你能再举一些应用杠杆原理做实际例子吗？

例2

—个用电器的电阻是可调节的，其范

围是110〜220，已知电压为220 V，这个

用电器的电路图如图所示. (1 )输出功率犘与电阻只有怎样的函数关系？

(2)这个用电器功率的范围是多少？

【分析】要想顺利解决本题，应了解电学中关于电功率P、电阻R和电压UU2U2的关系，即有PR = U，可以发现P或R.这样由于用电器电压U = RP22202220 V是确定的，从而可得（1)的解应为P =，再把R = 110和R = 220R代入可得电功率P值分别为440 W和220 W，故电功率P的范围为220≤P≤440.22022202事实上，这里还可以由R及 110≤R≤220，得110≤≤220,得220PP≤P≤440. 三、运用新知，深化理解

1.一司机驾驶汽车从甲地去乙地，他以80 km/h的平均速度用6小时到达目的地. (1)当他按原路返回来，汽车的平均速度v与时间t有怎样的函数关系？

(2)如果该司机必须在4 h之内回到甲地，则返程时的平均速度不能低于多少？

2.新建成的住宅楼主体工程已经竣工，只剩下楼体外表面需贴瓷砖，已知楼体的外表面面积为5×103 m2 . (1)所需的瓷砖块数n与每块瓷砖的面积 S有怎样的函数关系？

(2)为了使住宅楼的外观更漂亮，开发商决

定采用灰、白、蓝三种颜色的瓷砖，每块瓷砖的面积都是80 cm，灰、白、蓝瓷砖使用比例为2：2: 1，则需要三种瓷砖各多少块？

3.如图是放置在桌面上的一个圆台，已知圆台的上

底面积是下底面积的1/4，此时圆台对桌面的压强为

100 Pa.若把圆台翻过来放，则它对桌面的压强是

多大呢？

【教学说明】由学生独立完成，然后相互交流，发

现问题，及时纠正，从而巩固对反比例函数的性质的理解.在完成上述题目后，2

教师引导学生完成创优作业中本课时的“名师导学”部分. 【答案】1. ( 1 )V=(2)V=806480

，V=（t＞0）. tt480 = 120 (km/h). 4351032.（1）n

•

S = 5× 10 , n= (S>0). S510356.2510(2)80cm=8×10m.n(块），

38102-32则有n灰=6.25×105×522= 2.5×105(块)，n白=6.25×105× =2.5×555110(块) ,n蓝=6.25×10×5=1.25×105(块）. 3.

解：设下底面积为S0，则上底面积为由pS0 . 4F

，且当S = S0时,p= 100，FpS100S0 . S

同一物体质量不变， F=100S0是定值. 当SS0F100S0时，p400(Pa). S04S4因此，当把圆台翻过来放置时，它对桌面的压强是400Pa. 四、师生互动，课堂小结

1.请举出一些应用反比例函数的实例,同伴之间相互交流. 2.说说这节课你又有哪些收获？

课后作业

1. 2. 布置作业：从教材“习题26.2”中选取. 完成创优作业中本课时的“课时作业”部分.