第十二章 简单机械 12.1 杠杆 教学设计 人教版 八年级下册
文档属性
| 名称 | 第十二章 简单机械 12.1 杠杆 教学设计 人教版 八年级下册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 448.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-08-04 13:13:13 | ||
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文档简介
物理 八年级下册 人民教育出版社
第十一章 简单机械和功
一、杠杆
【教学设计思路】
课程标准规定的内容标准是“知道简单机械。通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件”。教材编排了两个活动：通过视频“古代投石机”、“开汽水瓶”、“提沙桶”活动，构建 “杠杆”模型；通过学生实验，探究杠杆的平衡条件。
【教学目标】
1.知识与技能：通过探究，学生知道省力、费力、等臂等不同类型的杠杆及其特征，能从身边的物品中抽象出理想的杠杆模型──硬棒，并能指出它们的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，从而分辩其类型。
2.过程与方法：通过对杠杆 的探究，让学生逐步学会透过现象认识事物本质的方法，从而培养学生观察能力和用科学的方法解决问题的能力。
3.情感、态度与价值观：培养交流与合作的能力和学习物理的兴趣，对学生进行安全教育、辨证唯物主义教育和科学人文教育。
【教学重点】
什么是杠杆、杠杆的平衡条件
【教学难点】
认识“力臂是支点到力的作用线的距离”。
【教学资源】
1．演示器材：自制撬棒、物理支架、沙桶、自制开瓶器、修剪树枝的剪刀、树枝、演示用弹簧测力计、钩码（每个200g）、电子拉力计、学生分组实验器材一套
２．分组器材：木板、图钉、螺丝刀、老虎钳、羊角锤、铁架台、带刻度的直杠杆、钩码（每个50g）、弹簧测力计、自制Z性杠杆、刻度尺
３．其他资源：授课ppt、学习活动导学案
【教学过程】
引入：
1.播放古代投石机，请一位学生上讲台，画出投石机简笔画，建立杠杆模型。
2.作为奖励，给这位同学一瓶汽水和纸质开瓶器，让其打开喝，建立杠杆是一根硬棒。
开放问题，那位同学能用手边的工具帮这位同学打开汽水瓶（分享的方法不能相同，引出更多的杠杆。
3.墙边那根棒是杠杆吗？怎样把它变成杠杆你？学生组装，进行下面活动。
学生演示——撬棒提沙（如图2所示）
请你（女同学）提起这桶沙（很难）。
(
图2
)给你一根硬棒，有办法提起这桶沙吗？（将一个点固定，很轻松地将沙桶提起）
再请一个男同学，使用撬棒提沙。（改变固定点，很难提起沙桶）
看来如何使用杠杆，影响因素有两个——力和距离，今天我们就来探索有关这类机械的学问。
一、建立杠杆模型
1．学生演示——起瓶盖（如图3所示）
起瓶盖，徒手起、一把纸开瓶器刀、一把铁质开瓶器，选择哪一把？为什么？（硬棒）
(
图3
)生活中类似的工具还有很多，下面请同学们选择合适的工具，把钉入木板的图钉拔出来。
2．学生实验——拔图钉
展示：你是怎样拔出图钉的？有哪些不同的方法？哪一种方法更省力？
追问：这些工具在工作时有哪些共同的特点？（绕固定点转动）
定义：在物理学中，将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。
二、探究杠杆的平衡条件
1．探究准备
以引入活动中的撬棒提沙（图2）为例，介绍如下要素：
支点O：杠杆绕着转动的点
动力F1：使杠杆转动的力
阻力F2：阻碍杠杆转动的力
信息快递：杠杆静止或匀速转动，我们就说此时杠杆处于平衡状态。
2．初探：影响动力大小的因素
在撬棒提沙的体验中，女同学轻松将沙提起，男同学却没能成功；在拔图钉的活动中，同学们使用不同工具，所用的动力各不相同。
提出问题：哪些因素决定了杠杆平衡时所需动力的大小？
猜想：阻力、“动力的距离”、“阻力的距离”（先对“距离”做模糊处理）
设计并进行实验：（1）安装好杠杆，调节平衡螺母，使之在水平位置平衡；
F1/N l1/cm F2/N l2/cm
(
图4
)（2）左边挂一定数量的钩码，右边用弹簧测力计竖直向下拉住杠杆，记录动力F1、阻力F2、距离l1、距离l2；
（3）①保持距离l1、l2不变，改变F2，弹簧测力计示数F1如何变化？
②保持F2、l2不变，改变l1，弹簧测力计示数F1如何变化？
③保持l1、F2不变，改变l2，弹簧测力计示数F1如何变化？
测量序号 F2/N l2/cm l1/cm F1/N
①
②
③
④
分析论证：分析表中的数据，找出它们之间的关系，你从中有什么发现？
生1：动力与阻力、“阻力的距离”成正比，与“动力的距离”成反比。
追问：实验中，你所测量的距离是什么？（支点到力的作用点的距离）
初步结论： 变形可得：
3．再探：弯杠杆平衡时，是否也有类似规律呢？
进行实验：如图5所示，并将收集的数据填写在上表中
(
图5
)分析论证：你们小组测量的是哪个距离？BC还是OC？
展示：
作图：实际测量的是支点到力的作用线的距离l2
(
图6
)追问：在图4中，我们测量的是支点到力的作用点的距离，与图6矛盾吗？
分析：图4，实际上也是从支点到力的作用点的距离。
定义：动力臂l1——从支点到动力作用线的距离
阻力臂l2——从支点到阻力作用线的距离
于是可以将我们的探究结论表述为：
杠杆平衡时：动力×动力臂=阻力×阻力臂
即
这就是杠杆的平衡条件，也称为杠杆原理，最早是由古希腊学者阿基米德总结出来的。
三、学习评价
1.实验中，若改变弹簧测力计拉力的方向，测力计示数如何变化？为什么？请画出此时的力臂。（认识力臂）
2.剪刀木棍，木棍放在哪里、手握在哪里，最省力？其实质是什么？（定性应用杠杆的平衡条件）
请同一学生在科学知识的指导下，再次使用剪刀。木棍靠近支点（减小阻力臂）、手握在离支点最远处（增大动力臂），体验到更加省力。
思政教育
航天机器臂视频展示，学生展示梦想。
结语：所以阿基米德说“只要给我一个支点，我就能移动地球”。本节课我们认识了杠杆模型，通过探究归纳出了杠杆的平衡条件。关于杠杆，还有许多问题有待我们继续探究：怎样对杠杆分类？怎样使用杠杆最省力？且听下回分解！
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第十一章 简单机械和功
一、杠杆
【教学设计思路】
课程标准规定的内容标准是“知道简单机械。通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件”。教材编排了两个活动：通过视频“古代投石机”、“开汽水瓶”、“提沙桶”活动，构建 “杠杆”模型；通过学生实验，探究杠杆的平衡条件。
【教学目标】
1.知识与技能：通过探究，学生知道省力、费力、等臂等不同类型的杠杆及其特征，能从身边的物品中抽象出理想的杠杆模型──硬棒，并能指出它们的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，从而分辩其类型。
2.过程与方法：通过对杠杆 的探究，让学生逐步学会透过现象认识事物本质的方法，从而培养学生观察能力和用科学的方法解决问题的能力。
3.情感、态度与价值观：培养交流与合作的能力和学习物理的兴趣，对学生进行安全教育、辨证唯物主义教育和科学人文教育。
【教学重点】
什么是杠杆、杠杆的平衡条件
【教学难点】
认识“力臂是支点到力的作用线的距离”。
【教学资源】
1．演示器材：自制撬棒、物理支架、沙桶、自制开瓶器、修剪树枝的剪刀、树枝、演示用弹簧测力计、钩码（每个200g）、电子拉力计、学生分组实验器材一套
２．分组器材：木板、图钉、螺丝刀、老虎钳、羊角锤、铁架台、带刻度的直杠杆、钩码（每个50g）、弹簧测力计、自制Z性杠杆、刻度尺
３．其他资源：授课ppt、学习活动导学案
【教学过程】
引入：
1.播放古代投石机，请一位学生上讲台，画出投石机简笔画，建立杠杆模型。
2.作为奖励，给这位同学一瓶汽水和纸质开瓶器，让其打开喝，建立杠杆是一根硬棒。
开放问题，那位同学能用手边的工具帮这位同学打开汽水瓶（分享的方法不能相同，引出更多的杠杆。
3.墙边那根棒是杠杆吗？怎样把它变成杠杆你？学生组装，进行下面活动。
学生演示——撬棒提沙（如图2所示）
请你（女同学）提起这桶沙（很难）。
(
图2
)给你一根硬棒，有办法提起这桶沙吗？（将一个点固定，很轻松地将沙桶提起）
再请一个男同学，使用撬棒提沙。（改变固定点，很难提起沙桶）
看来如何使用杠杆，影响因素有两个——力和距离，今天我们就来探索有关这类机械的学问。
一、建立杠杆模型
1．学生演示——起瓶盖（如图3所示）
起瓶盖，徒手起、一把纸开瓶器刀、一把铁质开瓶器，选择哪一把？为什么？（硬棒）
(
图3
)生活中类似的工具还有很多，下面请同学们选择合适的工具，把钉入木板的图钉拔出来。
2．学生实验——拔图钉
展示：你是怎样拔出图钉的？有哪些不同的方法？哪一种方法更省力？
追问：这些工具在工作时有哪些共同的特点？（绕固定点转动）
定义：在物理学中，将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。
二、探究杠杆的平衡条件
1．探究准备
以引入活动中的撬棒提沙（图2）为例，介绍如下要素：
支点O：杠杆绕着转动的点
动力F1：使杠杆转动的力
阻力F2：阻碍杠杆转动的力
信息快递：杠杆静止或匀速转动，我们就说此时杠杆处于平衡状态。
2．初探：影响动力大小的因素
在撬棒提沙的体验中，女同学轻松将沙提起，男同学却没能成功；在拔图钉的活动中，同学们使用不同工具，所用的动力各不相同。
提出问题：哪些因素决定了杠杆平衡时所需动力的大小？
猜想：阻力、“动力的距离”、“阻力的距离”（先对“距离”做模糊处理）
设计并进行实验：（1）安装好杠杆，调节平衡螺母，使之在水平位置平衡；
F1/N l1/cm F2/N l2/cm
(
图4
)（2）左边挂一定数量的钩码，右边用弹簧测力计竖直向下拉住杠杆，记录动力F1、阻力F2、距离l1、距离l2；
（3）①保持距离l1、l2不变，改变F2，弹簧测力计示数F1如何变化？
②保持F2、l2不变，改变l1，弹簧测力计示数F1如何变化？
③保持l1、F2不变，改变l2，弹簧测力计示数F1如何变化？
测量序号 F2/N l2/cm l1/cm F1/N
①
②
③
④
分析论证：分析表中的数据，找出它们之间的关系，你从中有什么发现？
生1：动力与阻力、“阻力的距离”成正比，与“动力的距离”成反比。
追问：实验中，你所测量的距离是什么？（支点到力的作用点的距离）
初步结论： 变形可得：
3．再探：弯杠杆平衡时，是否也有类似规律呢？
进行实验：如图5所示，并将收集的数据填写在上表中
(
图5
)分析论证：你们小组测量的是哪个距离？BC还是OC？
展示：
作图：实际测量的是支点到力的作用线的距离l2
(
图6
)追问：在图4中，我们测量的是支点到力的作用点的距离，与图6矛盾吗？
分析：图4，实际上也是从支点到力的作用点的距离。
定义：动力臂l1——从支点到动力作用线的距离
阻力臂l2——从支点到阻力作用线的距离
于是可以将我们的探究结论表述为：
杠杆平衡时：动力×动力臂=阻力×阻力臂
即
这就是杠杆的平衡条件，也称为杠杆原理，最早是由古希腊学者阿基米德总结出来的。
三、学习评价
1.实验中，若改变弹簧测力计拉力的方向，测力计示数如何变化？为什么？请画出此时的力臂。（认识力臂）
2.剪刀木棍，木棍放在哪里、手握在哪里，最省力？其实质是什么？（定性应用杠杆的平衡条件）
请同一学生在科学知识的指导下，再次使用剪刀。木棍靠近支点（减小阻力臂）、手握在离支点最远处（增大动力臂），体验到更加省力。
思政教育
航天机器臂视频展示，学生展示梦想。
结语：所以阿基米德说“只要给我一个支点，我就能移动地球”。本节课我们认识了杠杆模型，通过探究归纳出了杠杆的平衡条件。关于杠杆，还有许多问题有待我们继续探究：怎样对杠杆分类？怎样使用杠杆最省力？且听下回分解！
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