师:同学们,今天我们学习九年级人教版数学第26章第二节实际问题与反比例函数第二课时。本节课的学习目标,一是通过对杠杆原理、电学知识等实际问题与反比例函数关系的探究,体会数学建模思想,从函数的观点解决一些实际问题;二是掌握反比例函数在其他学科中的运用,体验学科整合思想。

  本节课学习重点是建构反比例函数模型解决杠杆知识和电学知识,复习巩固列反比例函数表达式解决实际问题的一般步骤,提高运用代数方法解决问题的能力,体验反比例函数是描述物理世界的重要手段,增强反比例函数应用意识。

  下面请看探究一反比例函数与力学。公元前3世纪,古希腊科学家阿基米德发现,若杠杆上两物体与支点的距离与其重量成反比,则杠杆平衡,后来人们归纳为杠杆原理,通俗说就是阻力乘以阻力臂等于动力乘以动力臂。

  请看典型例题。小伟欲用撬棍撬动一块石头,已知阻力和阻力臂不变,分别为1200牛和0.5米。

  第一问,动力f与动力臂l有怎样的函数关系?根据杠杆原理可得f×l = 1200×0.5,所以f关于l的解析式为f = 600 / l。

  第二问,小刚、小强、小健、小明分别选取动力臂为1米、1.5米、2米、3米的撬棍,他们各自撬动石头至少需要多大的力?由第一问f = 600 / l可得,小刚所用的力为600÷1 = 600牛;小强所用的力为600÷1.5 = 400牛;小健所用的力为600÷2 = 300牛;小明所用的力为600÷3 = 200牛。

  通过计算发现,阻力乘以阻力臂一定时,动力臂越长,用的力越小。同学们,能用反比例函数知识解释使用撬棍时,为什么动力臂越长越省力吗?画出函数f = 600 / l(l > 0)的图像,在第一象限,l越大,f越小,所以动力臂越长就越省力。

  第三问,若想使动力f不超过第2题中小强所用力的一半,动力臂至少要加长多少?对于函数f = 600 / l,f随l的增大而减小。根据第二问答案,f ≤ 200牛,要求动力臂至少加长多少,就是求l的最小值,所以求出f = 200牛时对应的l的值,就能确定动力臂至少应加长的量。整理解答过程,当f = 400×1/2 = 200时,由200 = 600 / l可得l = 600÷200 = 3米,3 - 1.5 = 1.5米。对于函数f = 600 / l,当l > 0时,l越大,f越小。所以若想用力不超过400牛的一半,动力臂至少要加长1.5米。

  通过探究一,本题结合物理知识训练了反比例函数在杠杆知识中的应用,同学们解题时要注意回顾物理学知识。

  阿基米德曾说,给我一个支点,我就能推动地球。同学们,假定地球重力近似值为6×102?牛顿,假设阿基米德有500牛顿的力量,阻力臂为2000千米,帮忙设计一下该用多长动力臂的杠杆才能把地球撬动。这是一个杠杆问题,阻力是6×102?牛顿,阻力臂是2000千米,动力是500牛顿,求动力臂长度。

  根据杠杆原理设动力和动力臂分别为f和l,由已知可得f×l = 6×102?×2000 = 1.2×102?,变形可得l = 1.2×102? / f。当f = 500时,l = 2.4×102?千米。

  同学们想一想,生活中还遇到过哪些杠杆模型?扳手、钳子、剪刀等都是杠杆模型。

  下面看探究二反比例函数与电学。在电学知识中,用电器的输出功率P(单位:瓦)、两端的电压U(单位:伏)以及用电器的电阻R(单位:欧姆)有如下关系:P×R = U2,这个关系也可写为P = U2 / R或者R = U2 / P。

  请看典型例题。一个用电器的电阻可调节,范围是110 - 220欧,已知电压为220伏。

  第一问,功率P和电阻R有怎样的函数关系?根据电学知识,当U = 220时,可得P = U2 / R,即P = 2202 / R。

  第二问,这个用电器的功率范围是多少?由第一问P = 2202 / R,把此式记作①式。根据反比例函数性质,电阻越大,功率越小。把电阻最小值R = 110代入①式,可得功率最大值P = 2202÷110 = 440瓦;把电阻最大值R = 220代入①式,可得功率最小值P = 2202÷220 = 220瓦。所以用电器功率范围是220 - 440瓦。

  解答这类问题的关键是确定两个变量之间的函数关系,然后利用待定系数法求出关系式,再根据题意求解答案,其中常要用到电学公式P×R = U2。

  同学们想一想,为什么收音机的音量、台灯的亮度以及电风扇的转速可以调节?实际上,收音机的音量、台灯的亮度以及电风扇的转速由用电器的输出功率决定,根据公式P = U2 / R可知,当电压一定时,用电器的功率和电阻成反比。收音机、台灯以及电风扇正是通过改变电阻来调节其输出功率的。

  下面来看两道课堂练习题。

  第一题,在公式i = U / R中,当电压U一定时,电流i与电阻R之间的函数关系可用图像大致表示为?在公式i = U / R中,U一定时,i和R成反比,首先排除答案B和答案C。又因为本题是实际问题,自变量取正数,所以选答案D。

  第2题,某气球内充满一定质量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压P(单位:千帕)随气体体积V(单位:立方米)的变化而变化,P随V的变化情况如下图所示。

>> 点击阅读全文
《9年级下册数学 第26章 26.2实际问题与反比例函数(2) 逐字稿-4,277字 第5版》.docx
将本文下载保存,方便收藏和打印
导出文档