《杠杆》教学设计-2021-2022学年人教版初中物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 《杠杆》教学设计-2021-2022学年人教版初中物理八年级下册 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 31.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-12 00:31:13 | ||
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文档简介
《杠杆》教学设计
一、教材分析
本节课是在学习了力、运动和力等知识的基础上来学习杠杆的知识，从而从平动深化为转动。既是力学知识的延续，又为简单机械的学习奠定基础，起到承上启下的作用。
二、学情分析
学生已经学习了受力分析以及力的平衡等知识，也具备一定的逻辑思维能力和强烈的探究欲望，但对杠杆的识是粗浅的，并存在错误的前概念，因此需要在教师的引导下，更深入地认识杠杆。
教学目标
1、知识与技能：知道杠杆的定义，知道支点、动力，动力臂，阻力，阻力臂的定义，会画动力臂和阻力臂。通过实验理解杠杆平衡的条件，并能对生活中的杠杆进行分类。运用杠杆平衡条件分析三类杠杆的特点，知道他们的运用。
2、过程与方法：通过自主合作活动了解影响杠杆的力的大小是力的方向和作用点，从而引出力臂概念。通过实验探究，得出杠杆平衡的条件。通过对生活中各种杠杆的观察和分析，体会从特殊到一般，具象到抽象的物理模型建立过程，归纳总结出杠杆的定义并运用比较的方法，对各类杠杆进行分类。
3、情感态度与价值观：能运用杠杆平衡的知识对生活中的杠杆进行分类，善于发现生活中的杠杆，与理论相联系，将杠杆平衡条件运用于生产生活。
教学重难点
重点：杠杆的平衡条件
难点：力臂的作图，杠杆平衡条件及应用
教学材料：杆秤模型、弹簧测力计、铁架台、钩码、棉线、课件、红萝卜、天平、大石头、戒尺……
教学过程
新课引入：
小猴和小兔分萝卜，小兔认为自己胜利了，而小猴却认为小兔中计了，我们用绳子吊起一个萝卜模拟分萝卜，你会选择哪一端呢？
生：选择右端的，因为它长
生：选择左端的，因为它粗
听起来都很有道理，谁说的是正确的呢？放天平上一看究竟。原来短粗的一端更重一些，为什么会这样呢？其实被绳子吊起的萝卜可以看成一个杠杆，分萝卜要用到杠杆平衡的知识，学了这节课，大家就能做出正确的选择了，今天我们来学习第十二章第一节杠杆。
进行新课：
古人使用杠杆：人类很早以前就使用杠杆了，右图就是我们的祖先在建造宫殿时，利用木棒搬动巨大木料的情景。
现在我们的周围有各种各样的机械，疫情之下，那座仅用十天建成的火神山医院离不开叉车、吊车、起重机等，这些简单机械的实质都是杠杆。
问：什么是杠杆呢？
生活中这是一把戒尺，我利用它来撬石头，有什么发现？
用戒尺作为撬棒撬石头，这根撬棒在受力时，会绕着下面小石头在转动，像这样，在力的作用下能绕固定点转动的硬棒称为杠杆。（1定义）
问：杠杆是不是一定都是直的？我手里的三角板可不可以做杠杆呢？
演示：三角板也可以当撬棒撬石头
杠杆不一定都是直的，也可以是弯的。
在撬棒撬石头的过程中，我们把绕着小石头转动的点叫支点，用字母O表示
杠杆绕着转动的点叫支点，如图中O
（2）使杠杆转动的力称为动力F1
阻碍杠杆转动的物体是大石头，大石头对杠杆的压力的受力物体，还是杠杆。
（3）阻碍杠杆转动的力称为阻力，用字母F2表示
需要注意：无论是动力还是阻力都是杠杆所受到的力，也就是说动力和阻力的受力物体都是杠杆
桌上的实验箱里，有各种各样的工具，使用这些工具，体验它们是如何作为杠杆的，并找到动力、阻力
核桃夹夹核桃：手对核桃夹的握力是动力F1 核桃给夹子的力是阻力F2
镊子夹曲别针：手给镊子的力是动力F1 被夹起的曲别针给镊子的力是阻力F2
大家对动力和阻力有了初步的了解。除此之外我们还需要了解力臂。
力臂是“支点到力的作用线的距离”。
动力臂就是支点到动力作用线的垂直距离，通常用字母l1表示。
力臂的画法有两种，一种是虚线大括号，另一种是实线双箭头。下面我请一位同学仿照动力臂给阻力臂下个定义。
（5）阻力臂是支点到阻力作用线的距离，通常用字母l2表示。需要注意：力臂是点到线的距离而不是点到点的距离。以上五点称为是杠杆的五要素。
试一试：我们画出小孩儿玩跷跷板时各力和力臂
我们知道力臂是点到线的距离。所以要画力臂首先要找到支点，在玩跷跷板时，支点在绕轴转动的地方。第二步需要画出动力和阻力，在跷跷板这个杠杆中，动力和阻力不是固定的，如果我把左边称为动力，右边就是阻力，反之。画力臂时，因为要画垂线，我们需要用三角形的直角边确定垂直关系。我们来总结一下力臂的画法：一找点，二画线，三做垂线段。最后确定力臂。
画出下列杠杆所受力和力臂
杠杆的平衡条件
我们知道物体平衡条件是不受力或受平衡力，那么杠杆的平衡条件是什么呢？
展示：杆秤测物体的质量。
这是什么工具？能不能把它看成是杠杆呢？
这是（支点），左端挂一重物，这是（动力）；右端挂一秤砣，这是（阻力），这一段是（动力臂），这一段是（阻力臂），这时杠杆处于（平衡状态）物理学中，把这种静止时的状态称为平衡状态。在探究杠杆平衡条件之前呢？我们先利用桌上提供的器材来制作几个杠杆尺。
自制一：把橡皮当底座，用一排钉子的尖端固定在橡皮上，另一端的上方放一把钢尺做为杠杆，左右两端放上磁力棒作为动力和阻力。
自制二：将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止，细线绑定数量不等的夹子，挂在支点两侧的位置。
通过他们的展示，我们发现，杠杆的平衡不光与动力阻力的大小有关，还与动力臂阻力臂的长短有关。为了定量的分析四者的关系，我们选择有刻度的杠杆尺作为研究对象。动力阻力的大小我们可以通过钩码的个数或弹簧测力计的示数来显示，那么如何测量力臂呢？首先我们把杠杆尺挂在铁架台上，用手轻轻拨动杠杆看它能否绕着支点灵活的转动。等杠杆尺静止下来，此时杠杆平衡了么？静止是平衡状态，平衡了。我们做出此时杠杆的动力臂以及阻力臂。我们发现，这个时候的动力臂阻力臂在杠杆上吗？（不在）这样我们就不能直接读出力臂。为了方便测量并读出力臂，我们需要让杠杆在水平位置平衡。如何让杠杆在水平位置平衡呢？可以调节杠杆两端的平衡螺母。使杠杆在水平位置平衡。
下面我们就开始分组实验：
一二两组探究动力和阻力相等的平衡；
三四两组探究动力和阻力不相等的平衡；
五六两组用测力计代替一侧钩码进行探究
分组实验时各小组之间相互提醒相互配合，把实验数据记录下来。
动力（N） 动力臂（cm） 阻力（N） 阻力臂（cm） 动力×动力臂 阻力×阻力臂
展示：
让杠杆在水平位置平衡后，在左边20cm处挂两个钩码1N，改变右侧钩码的位置，直到杠杆在水平位置再次平衡，记下阻力臂20cm。
让杠杆在水平位置平衡后，在左边10cm处挂三个钩码1.5N，右边的两个钩码1N，移动钩码的位置，直到杠杆在水平位置再次平衡，记下阻力臂15cm
我们组用弹簧测力计代替一侧的钩码，发现杠杆左侧挂15cm处挂两个钩码2N，在右侧挂弹簧测力计时需要把弹簧测力计倒着挂不方便测量，我们在左侧挂钩码，左侧用弹簧测力计向上拉杠杆。
通过实验可以得出：杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
练习：
l1=3l2,F1是F2的_______倍
F1:F2=2:5, l1:l2=_________
l1:l2=4:3, F2=60N, F1=_______
我们回过头帮小兔分析一下为什么它上当啦
一起看一道实验探究题：
这个实验可以动手操作一下，看弹簧测力计的示数是否变化？如何变化？（让学生通过亲自动手实验得出结论，再理论分析，加深印象）
最后谈谈有何收获？
生：我们知道了杠杆的定义，杠杆的五要素以及杠杆的平衡条件
还有没有补充？
生：通过学习，我知道了启瓶器可以容易打开瓶盖，是杠杆。我发现生活和物理是密不可分的，物理就在身边。
【课后作业】
动手动脑学物理2-4题
【板书设计】
杠杆
一、杠杆 二、杠杆平衡条件
1、定义：在力的作用下能绕固定点
转动的硬棒
2、五要素： 动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
（1）支点：O
（2）动力：F1
（3）阻力：F2
（4）动力臂：l1
（5）阻力臂：l2
一、教材分析
本节课是在学习了力、运动和力等知识的基础上来学习杠杆的知识，从而从平动深化为转动。既是力学知识的延续，又为简单机械的学习奠定基础，起到承上启下的作用。
二、学情分析
学生已经学习了受力分析以及力的平衡等知识，也具备一定的逻辑思维能力和强烈的探究欲望，但对杠杆的识是粗浅的，并存在错误的前概念，因此需要在教师的引导下，更深入地认识杠杆。
教学目标
1、知识与技能：知道杠杆的定义，知道支点、动力，动力臂，阻力，阻力臂的定义，会画动力臂和阻力臂。通过实验理解杠杆平衡的条件，并能对生活中的杠杆进行分类。运用杠杆平衡条件分析三类杠杆的特点，知道他们的运用。
2、过程与方法：通过自主合作活动了解影响杠杆的力的大小是力的方向和作用点，从而引出力臂概念。通过实验探究，得出杠杆平衡的条件。通过对生活中各种杠杆的观察和分析，体会从特殊到一般，具象到抽象的物理模型建立过程，归纳总结出杠杆的定义并运用比较的方法，对各类杠杆进行分类。
3、情感态度与价值观：能运用杠杆平衡的知识对生活中的杠杆进行分类，善于发现生活中的杠杆，与理论相联系，将杠杆平衡条件运用于生产生活。
教学重难点
重点：杠杆的平衡条件
难点：力臂的作图，杠杆平衡条件及应用
教学材料：杆秤模型、弹簧测力计、铁架台、钩码、棉线、课件、红萝卜、天平、大石头、戒尺……
教学过程
新课引入：
小猴和小兔分萝卜，小兔认为自己胜利了，而小猴却认为小兔中计了，我们用绳子吊起一个萝卜模拟分萝卜，你会选择哪一端呢？
生：选择右端的，因为它长
生：选择左端的，因为它粗
听起来都很有道理，谁说的是正确的呢？放天平上一看究竟。原来短粗的一端更重一些，为什么会这样呢？其实被绳子吊起的萝卜可以看成一个杠杆，分萝卜要用到杠杆平衡的知识，学了这节课，大家就能做出正确的选择了，今天我们来学习第十二章第一节杠杆。
进行新课：
古人使用杠杆：人类很早以前就使用杠杆了，右图就是我们的祖先在建造宫殿时，利用木棒搬动巨大木料的情景。
现在我们的周围有各种各样的机械，疫情之下，那座仅用十天建成的火神山医院离不开叉车、吊车、起重机等，这些简单机械的实质都是杠杆。
问：什么是杠杆呢？
生活中这是一把戒尺，我利用它来撬石头，有什么发现？
用戒尺作为撬棒撬石头，这根撬棒在受力时，会绕着下面小石头在转动，像这样，在力的作用下能绕固定点转动的硬棒称为杠杆。（1定义）
问：杠杆是不是一定都是直的？我手里的三角板可不可以做杠杆呢？
演示：三角板也可以当撬棒撬石头
杠杆不一定都是直的，也可以是弯的。
在撬棒撬石头的过程中，我们把绕着小石头转动的点叫支点，用字母O表示
杠杆绕着转动的点叫支点，如图中O
（2）使杠杆转动的力称为动力F1
阻碍杠杆转动的物体是大石头，大石头对杠杆的压力的受力物体，还是杠杆。
（3）阻碍杠杆转动的力称为阻力，用字母F2表示
需要注意：无论是动力还是阻力都是杠杆所受到的力，也就是说动力和阻力的受力物体都是杠杆
桌上的实验箱里，有各种各样的工具，使用这些工具，体验它们是如何作为杠杆的，并找到动力、阻力
核桃夹夹核桃：手对核桃夹的握力是动力F1 核桃给夹子的力是阻力F2
镊子夹曲别针：手给镊子的力是动力F1 被夹起的曲别针给镊子的力是阻力F2
大家对动力和阻力有了初步的了解。除此之外我们还需要了解力臂。
力臂是“支点到力的作用线的距离”。
动力臂就是支点到动力作用线的垂直距离，通常用字母l1表示。
力臂的画法有两种，一种是虚线大括号，另一种是实线双箭头。下面我请一位同学仿照动力臂给阻力臂下个定义。
（5）阻力臂是支点到阻力作用线的距离，通常用字母l2表示。需要注意：力臂是点到线的距离而不是点到点的距离。以上五点称为是杠杆的五要素。
试一试：我们画出小孩儿玩跷跷板时各力和力臂
我们知道力臂是点到线的距离。所以要画力臂首先要找到支点，在玩跷跷板时，支点在绕轴转动的地方。第二步需要画出动力和阻力，在跷跷板这个杠杆中，动力和阻力不是固定的，如果我把左边称为动力，右边就是阻力，反之。画力臂时，因为要画垂线，我们需要用三角形的直角边确定垂直关系。我们来总结一下力臂的画法：一找点，二画线，三做垂线段。最后确定力臂。
画出下列杠杆所受力和力臂
杠杆的平衡条件
我们知道物体平衡条件是不受力或受平衡力，那么杠杆的平衡条件是什么呢？
展示：杆秤测物体的质量。
这是什么工具？能不能把它看成是杠杆呢？
这是（支点），左端挂一重物，这是（动力）；右端挂一秤砣，这是（阻力），这一段是（动力臂），这一段是（阻力臂），这时杠杆处于（平衡状态）物理学中，把这种静止时的状态称为平衡状态。在探究杠杆平衡条件之前呢？我们先利用桌上提供的器材来制作几个杠杆尺。
自制一：把橡皮当底座，用一排钉子的尖端固定在橡皮上，另一端的上方放一把钢尺做为杠杆，左右两端放上磁力棒作为动力和阻力。
自制二：将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止，细线绑定数量不等的夹子，挂在支点两侧的位置。
通过他们的展示，我们发现，杠杆的平衡不光与动力阻力的大小有关，还与动力臂阻力臂的长短有关。为了定量的分析四者的关系，我们选择有刻度的杠杆尺作为研究对象。动力阻力的大小我们可以通过钩码的个数或弹簧测力计的示数来显示，那么如何测量力臂呢？首先我们把杠杆尺挂在铁架台上，用手轻轻拨动杠杆看它能否绕着支点灵活的转动。等杠杆尺静止下来，此时杠杆平衡了么？静止是平衡状态，平衡了。我们做出此时杠杆的动力臂以及阻力臂。我们发现，这个时候的动力臂阻力臂在杠杆上吗？（不在）这样我们就不能直接读出力臂。为了方便测量并读出力臂，我们需要让杠杆在水平位置平衡。如何让杠杆在水平位置平衡呢？可以调节杠杆两端的平衡螺母。使杠杆在水平位置平衡。
下面我们就开始分组实验：
一二两组探究动力和阻力相等的平衡；
三四两组探究动力和阻力不相等的平衡；
五六两组用测力计代替一侧钩码进行探究
分组实验时各小组之间相互提醒相互配合，把实验数据记录下来。
动力（N） 动力臂（cm） 阻力（N） 阻力臂（cm） 动力×动力臂 阻力×阻力臂
展示：
让杠杆在水平位置平衡后，在左边20cm处挂两个钩码1N，改变右侧钩码的位置，直到杠杆在水平位置再次平衡，记下阻力臂20cm。
让杠杆在水平位置平衡后，在左边10cm处挂三个钩码1.5N，右边的两个钩码1N，移动钩码的位置，直到杠杆在水平位置再次平衡，记下阻力臂15cm
我们组用弹簧测力计代替一侧的钩码，发现杠杆左侧挂15cm处挂两个钩码2N，在右侧挂弹簧测力计时需要把弹簧测力计倒着挂不方便测量，我们在左侧挂钩码，左侧用弹簧测力计向上拉杠杆。
通过实验可以得出：杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
练习：
l1=3l2,F1是F2的_______倍
F1:F2=2:5, l1:l2=_________
l1:l2=4:3, F2=60N, F1=_______
我们回过头帮小兔分析一下为什么它上当啦
一起看一道实验探究题：
这个实验可以动手操作一下，看弹簧测力计的示数是否变化？如何变化？（让学生通过亲自动手实验得出结论，再理论分析，加深印象）
最后谈谈有何收获？
生：我们知道了杠杆的定义，杠杆的五要素以及杠杆的平衡条件
还有没有补充？
生：通过学习，我知道了启瓶器可以容易打开瓶盖，是杠杆。我发现生活和物理是密不可分的，物理就在身边。
【课后作业】
动手动脑学物理2-4题
【板书设计】
杠杆
一、杠杆 二、杠杆平衡条件
1、定义：在力的作用下能绕固定点
转动的硬棒
2、五要素： 动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
（1）支点：O
（2）动力：F1
（3）阻力：F2
（4）动力臂：l1
（5）阻力臂：l2