八年級(jí)物理 探究杠桿的平衡條件 教學(xué)設(shè)計(jì)

1、八年級(jí)物理 探究杠桿的平衡條件 教學(xué)設(shè)計(jì) 姜海洋（北京市第八十中學(xué)，中教二級(jí)） 一、教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn) 1教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能： （1）100%的學(xué)生能夠通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母使杠桿水平平衡，并能夠在杠桿兩側(cè)懸掛鉤碼使杠桿再次平衡。 （2）100%的學(xué)生能夠?qū)懗龈軛U的平衡條件。 （3）80%的學(xué)生能用杠桿的平衡條件完成有關(guān)計(jì)算。 過(guò)程與方法： （1）通過(guò)經(jīng)歷反復(fù)猜想與否定的過(guò)程，科學(xué)并客觀的認(rèn)識(shí)現(xiàn)象背后的規(guī)律 （2）體會(huì)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)從提出問(wèn)題，到猜想與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并取得根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得結(jié)論的一般探究過(guò)程方法。 情感目標(biāo)： （1）通過(guò)觀察與猜想，激發(fā)求知欲，樂(lè)于探索自然現(xiàn)象中的物理學(xué)道理。

2、 （2）經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，感受物理學(xué)在研究問(wèn)題過(guò)程中體現(xiàn)出的嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致和科學(xué)。 2重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：探究杠桿的平衡條件 教學(xué)難點(diǎn)：在支點(diǎn)同側(cè)的杠桿平衡條件的得出以及水平平衡的目的 3媒體應(yīng)用：杠桿、直尺、鉤碼、掛鉤 板書設(shè)計(jì) 第三章 第一節(jié) 力(一)一 杠桿的平衡態(tài)：靜止、勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 二 探究-杠桿的平衡條件 平衡條件：F1l1=F2l2 推論：動(dòng)力和阻力在杠桿同側(cè)時(shí)，仍然滿足杠桿的平衡條件 杠桿水平平衡的目的：使力臂與杠桿刻度線重合。     二、教學(xué)過(guò)程（僅供參考） 教學(xué)環(huán)節(jié)及時(shí)間安排 教師 活動(dòng) 學(xué)生 活動(dòng) 設(shè)計(jì) 意圖    &

3、#160;  復(fù)習(xí) 引入         【要求】 完成學(xué)案上復(fù)習(xí)題。 【引入】 介紹阿基米德與他的名言。 【提問(wèn)】 觀察器材并回答： 1杠桿的正面印有刻度，猜一猜它的單位是什么？ 2杠桿的背面有塑料柱，是做什么用的？ 3兩側(cè)的螺母又是做什么的？動(dòng)一動(dòng)試試看。它有點(diǎn)像我們之前學(xué)過(guò)的一個(gè)什么測(cè)量?jī)x器？ 4你在調(diào)節(jié)天平時(shí)，怎么知道你已經(jīng)調(diào)平了？ 5那你如何知道你的杠桿調(diào)平了？ 【總結(jié)】 杠桿的調(diào)節(jié)方法和天平相同，想要讓杠桿往左側(cè)傾斜時(shí)，就向左旋轉(zhuǎn)平衡螺母。當(dāng)杠桿與刻度尺的刻度線平行時(shí)，杠桿就水平平衡

4、了。 【要求】動(dòng)手調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡。 【實(shí)驗(yàn)】 在杠桿左右第三格各掛一個(gè)鉤碼。 此時(shí)他處于什么狀態(tài)？ 除了靜止外，還有什么狀態(tài)可能也是杠桿的平衡態(tài)呢？ 【板書】杠桿的平衡態(tài)：靜止、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。 【復(fù)習(xí)】 利用課前2分鐘，完成復(fù)習(xí)，回憶上節(jié)課所學(xué)杠桿內(nèi)容， 【了解】 聽老師介紹阿基米德的故事，關(guān)注阿基米德在杠桿上的發(fā)現(xiàn)。 【回答】 1觀察并發(fā)現(xiàn)刻度的單位是厘米。 2懸掛鉤碼 3回憶天平，認(rèn)識(shí)杠桿平衡螺母 4觀察指針指向天平中刻線。 5結(jié)合天平，明白杠桿是通過(guò)觀察桿身與刻度線重合來(lái)確認(rèn)平衡的。  進(jìn)行調(diào)平  處于靜止?fàn)顟B(tài)，靜止是平衡態(tài)。 思考并猜測(cè)：勻速轉(zhuǎn)動(dòng)是杠桿的平衡

5、態(tài)。 填寫學(xué)案  從歷史資料出發(fā)，激發(fā)學(xué)生興趣引發(fā)學(xué)生思考。 復(fù)習(xí)題的針對(duì)性設(shè)置為本節(jié)課內(nèi)容做鋪墊      引導(dǎo)學(xué)生使用之前學(xué)過(guò)的杠桿、平衡態(tài)、天平的調(diào)節(jié)等有關(guān)知識(shí)進(jìn)行判斷，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移的能力。            探究 杠桿 的 平衡 條件 【要求】 我們?cè)趯?shí)驗(yàn)的過(guò)程中，都要讓它最終可以達(dá)到水平平衡。 【提問(wèn)】 杠桿水平平衡的條件是什么？ 【要求】 把猜想的結(jié)果寫在學(xué)案上 【演示】 使l1l2的杠桿平衡 【提問(wèn)】 再

6、次進(jìn)行猜想 【演示】 使F1F2且l1l2的杠桿平衡。 杠桿平衡的條件，到底是什么？我們需要，做更多次的實(shí)驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)。 【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】 觀察學(xué)案上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。 完成六次實(shí)驗(yàn)，讓杠桿在水平位置平衡。有部分實(shí)驗(yàn)中限定了條件，比如第一次實(shí)驗(yàn)，要求F1和F2都是1N，在這次實(shí)驗(yàn)中左右必須都掛幾個(gè)鉤碼？ 【要求】 按照學(xué)案上列出的步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 【展示、分析、再猜想】 展示同學(xué)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析： F1/N l1/mF2/Nl2/m10.110.1注意數(shù)據(jù)是否對(duì)應(yīng)了表頭的單位 從這組數(shù)據(jù)，再猜杠桿平衡的條件么？ 【實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)估】 通過(guò)這組數(shù)據(jù)，我們還不能完全肯定到底是哪種猜想更合理，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的次數(shù)太少。

7、請(qǐng)繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)剩下的部分。 【展示、分析與論證】 我們來(lái)借用一組同學(xué)的完整實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析： F1/N l1/mF2/Nl2/m10.110.120.120.110.31.50.20.50.220.051.50.050.50.152.50.110.25當(dāng)F1 l1=F2 l2時(shí)，杠桿平衡 如果我們用文字的形式來(lái)描述杠桿的平衡條件，那么我們應(yīng)該這么寫：杠桿的平衡條件為：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。   【猜想】 杠桿平衡的條件可能是： F1=F2觀察老師演示實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)F1=F2，但l1l2時(shí),杠桿無(wú)法在水平位置平衡,于是進(jìn)一步猜測(cè)杠桿平衡的條件：F1=F2

8、，l1=l2。 觀察老師演示，發(fā)現(xiàn)該猜測(cè)仍然是錯(cuò)誤的，引發(fā)進(jìn)一步猜想。 觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模私饪刂谱兞?注意實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)問(wèn)題 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)  交流討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)  針對(duì)實(shí)驗(yàn)易錯(cuò)內(nèi)容進(jìn)行修改完善。 【猜想】 1F1 +l1=F2 +l22F1 l1=F2 l23 F1 -l1=F2 -l24F1/l1=F2/l2.【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，逐漸否定其他的猜想。確定杠桿的平衡條件。 鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，并加以證偽排除，使學(xué)生經(jīng)歷提出猜想的過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生思考，在這一過(guò)程中也突出了交流的中要想，增加學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。     

9、60;令學(xué)生經(jīng)歷不斷否定自己猜想的過(guò)程，充分思考，啟發(fā)心智，并激發(fā)學(xué)生好奇心。    讓學(xué)生經(jīng)歷物理科學(xué)探究過(guò)程，體會(huì)物理學(xué)的科學(xué)性。通過(guò)表格中部分變量的控制，引發(fā)學(xué)生對(duì)如何能使杠桿平衡進(jìn)行更深刻的思考。       補(bǔ)充 與 推論 【提問(wèn)】 如果動(dòng)力和阻力在杠桿的同側(cè)，是否還有相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論？ 【要求】 并完成實(shí)驗(yàn)。 教師行間巡視，提出測(cè)力計(jì)不能倒拉的問(wèn)題。 【展示、分析與論證】 F1/N l1/mF2/Nl2/m10.10.50.2動(dòng)力和阻力在杠桿同側(cè)時(shí)，仍然滿足杠桿的平衡條件。 【評(píng)估】 但是我們也

10、發(fā)現(xiàn)，有的同學(xué)的數(shù)據(jù)并不能滿足F1 l1=F2 l2，為什么？ 我們重點(diǎn)討論關(guān)于測(cè)力計(jì)方向的問(wèn)題。    【要求】 完成實(shí)驗(yàn)，分析斜拉測(cè)力計(jì)有什么不同。 【分析與論證】 填寫學(xué)案： 在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們通過(guò)讀取杠桿上的刻度來(lái)得到動(dòng)力臂和阻力臂，但這僅限于真正的力臂與刻度線重合之時(shí)，若動(dòng)力從豎直方向改為傾斜方向，動(dòng)力臂與杠桿的刻度線不再重合，此時(shí)杠桿上的刻度不等于動(dòng)力臂。 展示圖片，斜拉時(shí)，力臂變短，力變大，與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吻合。 【提問(wèn)】 1讓杠桿處于水平平衡的目的是什么？ 2如果整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，杠桿都是斜著平衡會(huì)怎樣？ 思考老師提出的問(wèn)題，嘗試將動(dòng)力和阻力置于杠桿的同側(cè)進(jìn)

11、行實(shí)驗(yàn)。 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 使用鉤碼和測(cè)力計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)在表格中 針對(duì)教師提出的修改意見及時(shí)尋找對(duì)策   【交流與討論】 1鉤碼存在誤差，不都等于50g2即便鉤碼是50g，如果使用了較多的鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，那么由于g約等于了10N/kg使得真實(shí)值和測(cè)量值之間存在較大的誤差 3測(cè)力計(jì)有誤差 4沒(méi)有豎直向上拉動(dòng)測(cè)力計(jì) 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 分別豎直向上和斜拉測(cè)力計(jì)，比較兩次讀數(shù)的差別。 【得出結(jié)論】 理解斜拉時(shí)，力臂不與刻度重合，且力臂變短，對(duì)應(yīng)的力變大。   思考，并回答： 在水平平衡的杠桿上懸掛鉤碼，其力臂與杠桿刻度線重合，便于讀取力臂的大小。如果杠桿傾斜平衡，需

12、要用刻度尺去測(cè)量實(shí)際的力臂，比較麻煩。       給學(xué)生足夠的表現(xiàn)機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己觀點(diǎn)，尤其是針對(duì)反常理的現(xiàn)象，勇于提出自己的不同見解，在得到教師的鼓勵(lì)后，增強(qiáng)自己的信心和學(xué)習(xí)物理的興趣。  練習(xí) 與 鞏固 【要求】 回歸主題，請(qǐng)你根據(jù)以下數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：阿基米德將杠桿組裝好，如圖所示，已知lAO=1m，G地球約等于6×1025N，阿基米德能施加的最大推力為F=600N，求lOB的長(zhǎng)度 【講解】 使用比例計(jì)算，結(jié)果lOB的長(zhǎng)度為1023m。 若要將地球撬動(dòng)1m，阿基米德必須推著杠桿B端移動(dòng)1023m。若阿基米

13、德全年無(wú)休以光速推動(dòng)杠桿前進(jìn)，需要一千萬(wàn)年。 【作業(yè)】 請(qǐng)你于課下完成學(xué)案練習(xí)2和目標(biāo)檢測(cè)。 【練習(xí)】 根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行計(jì)算，得到lOB的長(zhǎng)度為1023m。 在計(jì)算中發(fā)現(xiàn)并掌握比例式的運(yùn)用方法     本節(jié)練習(xí)圍繞知識(shí)點(diǎn)展開，從回歸主題的撬動(dòng)地球問(wèn)題入手，鞏固計(jì)算，引出運(yùn)用比例解決杠桿問(wèn)題，到運(yùn)用杠桿平衡條件判斷力的大小，為下一節(jié)課杠桿的分類和應(yīng)用做好鋪墊。  課堂 小結(jié) 【提問(wèn)】本節(jié)課我們都有哪些收獲？最大收獲是什么？ 1知識(shí)：杠桿的平衡狀態(tài)；杠桿的平衡條件；動(dòng)力、阻力在同側(cè)時(shí)仍滿足杠桿的平衡條件；杠桿水平平衡的目的。 2方法：探究實(shí)驗(yàn)的

14、基本方法。 【討論、發(fā)言】 在教師的帶領(lǐng)下，共同總結(jié)出本節(jié)課的主要內(nèi)容。 帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的好習(xí)慣。 探究-杠桿的平衡條件教案班級(jí)姓名 一、復(fù)習(xí)1在力的作用下，能繞_轉(zhuǎn)動(dòng)的_叫杠桿。這個(gè)點(diǎn)用字母_表示，從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫做_，用_表示；從支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫做_，用_表示。 2請(qǐng)你畫出圖中各力的力臂：二、杠桿的平衡條件1請(qǐng)你觀察演示，回答問(wèn)題： 杠桿的平衡態(tài)：_和_。2猜想與假設(shè)：滿足什么條件時(shí)，杠桿會(huì)處于平衡態(tài)？你一共有三次機(jī)會(huì)，寫下你的猜想：（1）當(dāng)_時(shí)，杠桿會(huì)平衡。（2）當(dāng)_時(shí)，杠桿會(huì)平衡。3請(qǐng)你用實(shí)驗(yàn)證明你的觀點(diǎn)：（1）所需儀器：_（2）實(shí)驗(yàn)操

15、作與記錄： F1/Nl1/mF2/Nl2/m11 1 22 2 31 1.5 4 0.2 0.055    6    （3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)_時(shí)，杠桿會(huì)平衡。用表達(dá)式來(lái)表示杠桿的平衡條件為：_（4）推論：動(dòng)力和阻力如果都在支點(diǎn)的同側(cè)，杠桿的平衡條件是否成立？動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并填寫表格。F1/Nl1/mF2/Nl2/m     （5）實(shí)驗(yàn)反思：實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們通過(guò)讀取杠桿上的刻度來(lái)得到_和

16、_，若動(dòng)力從豎直方向改為傾斜方向，動(dòng)力臂與杠桿的刻度線_。此時(shí)杠桿上的刻度_動(dòng)力臂（填：“=”或“”）。 三、練習(xí)：1阿基米德將杠桿組裝好，如圖所示，已知lAO=1m，G地球約等于6×1025N，阿基米德能施加的最大推力為F=600N，求lOB的長(zhǎng)度  2圖中為使杠桿平衡，分別沿如圖所示三個(gè)方向用力，其中最省力的是哪個(gè)？  5.2.2杠桿-練習(xí)專題 班級(jí)姓名 一、做圖與實(shí)驗(yàn)： 1畫出下圖中各力的力臂 2在圖2中畫出杠桿平衡時(shí)作用在B點(diǎn)最小的力和這個(gè)力的力臂(0為支點(diǎn)) 二、選擇題 1在下圖所示的杠桿中，動(dòng)力的力臂用l表示，圖中所畫力臂正確的是(

17、    )2.下列關(guān)于杠桿的說(shuō)法正確的是：（    ） A.杠桿的支點(diǎn)一定在中間            B.杠桿不一定是直的  C.杠桿的動(dòng)力和阻力方向一定相同     D.阻力臂就是支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離 3.杠桿左右兩端分別掛有20N及30N的重物，杠桿在水平位置平衡若使兩端都減少5N，則 (  )A左端下沉 B右端下沉 C仍保持平衡   D以

18、上說(shuō)法都不對(duì) 4處于平衡狀態(tài)的杠桿（    ） A一定是靜止不動(dòng) B一定足勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C一定是靜止在水平位置 D以上情況都有可能 5如圖4所示杠桿處于平衡狀態(tài)，A點(diǎn)分別作用的各力中，最小的力是：(    )三、計(jì)算題 1已知?jiǎng)恿κ?5N，動(dòng)力臂為2m，阻力臂為3m的一根杠桿，請(qǐng)問(wèn)阻力為多大時(shí)杠桿平衡？ 2已知?jiǎng)恿Ρ叟c阻力臂的比為3:1，請(qǐng)問(wèn)動(dòng)力與阻力的比是多少？ 3如圖所示杠桿，已知OA：OB為5:2，求F2 4列車上有出售食品的手推車如圖5所示，若貨物在車內(nèi)擺放均勻，當(dāng)前輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向下按扶把，這時(shí)手推車可視為杠桿，支點(diǎn)是_ (寫出字母)；當(dāng)后輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向上提扶把，這時(shí)支點(diǎn)是_，此時(shí)手推車可以視為_力杠桿。 5杠桿的平衡條