八年級物理下冊-第1課時 杠桿的初步認識及平衡條件（教學(xué)設(shè)計）

第十二章簡潔機械本章是在前面學(xué)習(xí)過力學(xué)的基礎(chǔ)上，研究杠桿、滑輪等簡潔機械，并進一步研究簡潔機械的機械效率.通過本章學(xué)習(xí)，我們應(yīng)當對力學(xué)學(xué)問獲得進一步理解：能從常見工具和器械中識別出杠桿和滑輪，知道杠桿、滑輪的特點和應(yīng)用，會使用簡潔機械轉(zhuǎn)變力的大小和方向，能正確計算簡潔機械的機械效率.本章可以分為兩個部分，第一部分是第1、2節(jié)，學(xué)習(xí)杠桿、滑輪和其他一些簡潔機械.第二部分是第3節(jié)，學(xué)習(xí)分析并計算簡潔機械的機械效率.本章共分3節(jié)：1.第1節(jié)“杠桿”，本節(jié)敘述了杠桿的概念和分類，要求學(xué)生能從生活中的簡潔機械中識別出杠桿；本節(jié)有一個重要的試驗“探究杠桿的平衡條件”，在教學(xué)中不僅要使學(xué)生通過探究活動得到結(jié)論性、規(guī)律性的學(xué)問，而且要通過探究活動把握初步的科學(xué)探究方法.其中重點要學(xué)習(xí)設(shè)計試驗表格，學(xué)習(xí)收集數(shù)據(jù)并用圖象處理試驗數(shù)據(jù)的方法，學(xué)習(xí)把握變量法，學(xué)習(xí)怎樣提出科學(xué)的猜想.2.第2節(jié)“滑輪”，本節(jié)敘述了定滑輪、動滑輪的概念、特點和實質(zhì)，并進一步學(xué)習(xí)了滑輪組的特點和組裝，最終引導(dǎo)學(xué)生初步了解斜面和輪軸的工作原理.本節(jié)也有一個重要的試驗探究“比較定滑輪和動滑輪的特點”，這個試驗探究讓學(xué)生邊思考邊操作，自己摸索，學(xué)會安裝滑輪，總結(jié)出兩種滑輪的特點.3.第3節(jié)“機械效率”，本節(jié)是在學(xué)習(xí)了功、功率的計算的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生理解有用功、總功的概念并把握機械效率的計算，知道實際提高機械效率的方法.【教學(xué)目標】1.在學(xué)問與技能方面：①認識杠桿、識別杠桿的類型，理解杠桿的平衡條件.②認識定滑輪、動滑輪，并能通過組裝滑輪組轉(zhuǎn)變力的大小和方向，解決簡潔的實際問題.③理解有用功、額外功、總功和機械效率的概念，理解額外功產(chǎn)生的緣由，知道機械效率η<1，會正確進行有關(guān)機械效率的計算.2.在過程與方法方面：探究杠桿的平衡條件，學(xué)習(xí)分析試驗現(xiàn)象，查找數(shù)據(jù)間的規(guī)律，歸納出試驗結(jié)論的一般方法；親自動手組裝滑輪組，體會滑輪組的好處；通過參與探究斜面機械效率的活動，學(xué)習(xí)擬訂簡潔的科學(xué)計劃和試驗方案.3.在情感態(tài)度與價值觀方面：在試驗中培育學(xué)生具有對科學(xué)的求知欲，樂于探究自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理，有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會實踐的意識.【教學(xué)重點】杠桿的平衡條件，滑輪及其應(yīng)用；有用功、額外功、總功和機械效率的概念和相關(guān)計算、提高機械效率的方法.【教學(xué)難點】運用杠桿平衡條件進行計算，滑輪組的組裝和省力分析，測斜面和滑輪組、杠桿等機械效率的方法.

第1節(jié)杠桿第1課時杠桿的初步認識及平衡條件【教學(xué)目標】一、學(xué)問與技能1．認識杠桿，了解關(guān)于杠桿的五要素（支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂）.2．理解杠桿的平衡條件，并會進行相關(guān)計算.二、過程與方法1.通過觀察和試驗，了解杠桿的結(jié)構(gòu)，具有確定的觀察能力、分析和概括能力.2.經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過程，學(xué)習(xí)分析試驗現(xiàn)象，查找數(shù)據(jù)間的規(guī)律，從中歸納出試驗結(jié)論的一般方法.三、情感、態(tài)度與價值觀1.關(guān)心生活、生產(chǎn)中杠桿的應(yīng)用.2.培育學(xué)生探究合作交流的精神，以及在交流與討論中所持的正確態(tài)度.【教學(xué)重點】杠桿的平衡條件，杠桿的結(jié)構(gòu).【教學(xué)難點】力臂的概念及畫法，變形杠桿的分析.【教具預(yù)備】多媒體課件.【教學(xué)課時】1課時【鞏固復(fù)習(xí)】老師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)，加強學(xué)生對學(xué)問的鞏固.【新課引入】老師播放視頻：關(guān)于撬棒、開瓶器、蹺蹺板、鑷子、剪刀等物品在生產(chǎn)、生活中工作的情景.然后引導(dǎo)學(xué)生觀察，并提出問題：在生產(chǎn)、生活中，這些工具起到了什么作用？它們有什么共同特點？學(xué)生觀看，思考、討論，回答：它們都是硬棒，這些硬棒在受力的時候，都能繞著一個固定的點轉(zhuǎn)動.老師鼓舞學(xué)生的回答，并引出杠桿的概念.板書：一根硬棒，在力的作用下假如能繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫做杠桿.師：下面我們就一起來認識并探究杠桿.【進行新課】學(xué)問點1杠桿的認識師：在我們生活中用到杠桿的地方許多，請同學(xué)們思考：（1）為什么杠桿必需是根“硬棒”？（2）杠桿必需是“直棒”嗎？生1：假如杠桿不“硬”，在力的作用下它將很簡潔發(fā)生形變，不能工作，因此杠桿必需是硬棒.生2：杠桿定義中的硬棒指的是“不易變形”的物體，所以杠桿不愿定是直棒，其樣子可異.老師總結(jié)：一根硬棒能成為杠桿必需滿意兩個條件：一是要有力的作用，二是能繞固定點轉(zhuǎn)動，缺少任何一個條件都不能成為杠桿，杠桿可以是直的也可以是彎曲的，還可以是某個機械組合的一部分.師：為了進一步了解杠桿，我們先來熟悉幾個與杠桿有關(guān)的名詞（老師用多媒體展示課件“杠桿的五要素、杠桿力臂的作法”，并進行講解）杠桿的五要素、杠桿力臂的作法（多媒體課件）1.杠桿的五要素：（如下圖）杠桿的五要素支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，常用O表示動力：使杠桿繞支點轉(zhuǎn)動的力，常用F1表示.阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，常用F2表示.動力臂：從支點到動力作用線的距離，常用l1表示.阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，常用l2表示.2.力臂的作法：力臂是支點到力的作用線的距離，即支點到力的作用線的垂線段的長.作力臂的一般方法為：（1）找出支點并用O標出來；（2）通過力的作用點畫出力的作用線（一般用虛線）；（3）過支點O向力的作用線作垂線，用符號標出垂足；（4）用花括號或兩端帶箭頭的線段標出支點到垂足的距離，寫上相應(yīng)的符號（l1或l2），即為該力的力臂.例題(用多媒體展示)如圖甲所示，是一個Z形杠桿，請在圖中畫出力F對支點O的力臂l.解析：作力臂的步驟是：①找支點；②找力的作用線，即過力的作用點沿力的方向畫一條直線（有的在圖中已經(jīng)標出力的方向）；③過支點作力的作用線的垂線段；④標上并在其旁邊寫上l1或l2.答案：如圖乙所示.學(xué)問點2杠桿的平衡老師播放課件：使用杠桿搬動巨大石塊的情景.請大家觀看，同時提出問題：為什么借助杠桿可以完成呢？學(xué)生思考、討論，回答：杠桿可以省力.師同學(xué)們回答正確，很棒！但到底滿意什么規(guī)律呢？好，下面我們來探究杠桿的平衡滿意什么條件.老師引入杠桿平衡的概念：板書：杠桿處于靜止狀態(tài)或繞支點勻速轉(zhuǎn)動的狀態(tài)都叫杠桿平衡.老師請一位同學(xué)演示用不同的方式推門的效果：①在門把手四周用力推門；②在門軸四周用力推門；③在同一位置沿不同的方向推門.并要求這位同學(xué)說出感受.老師引導(dǎo)學(xué)生提出猜想：推門時需要的動力可能與動力臂的長短有關(guān)，動力臂越長，需要的動力可能越小.老師引導(dǎo)學(xué)生進行試驗“探究杠桿的平衡條件”：（1）小組討論提出問題，作出猜想；（2）討論并設(shè)計合理的試驗方案；（3）進行試驗，收集數(shù)據(jù)；（4）對數(shù)據(jù)進行分析，得出結(jié)論；（5）討論試驗中毀滅的問題.設(shè)計表格（供參考）師：當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了.在我們這個試驗中第一步應(yīng)當把杠桿在水平位置上調(diào)平，為什么這樣做，請同學(xué)們思考一下（解釋緣由）.請同學(xué)們觀察一下，如何才能達到這一目的呢？生：調(diào)平緣由：為了保持杠桿初始處于平衡狀態(tài)，測量力臂便利.我們可以通過調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡.師那么在做試驗的過程中能否再去調(diào)節(jié)杠桿的平衡呢？生：不能.師：為了統(tǒng)一標準，我們把支點右邊的鉤碼當動力，支點左邊的鉤碼當阻力.在這三次試驗中同學(xué)們可任意的取三次值，讓杠桿達到平衡.每四人一組，每組出一名同學(xué)負責隨時記錄數(shù)據(jù).好，現(xiàn)在請同學(xué)們參照教材P77頁的試驗步驟開始做試驗.師：同學(xué)們能否找出一個規(guī)律來？生：動力×動力臂=阻力×阻力臂師對，這就是我們這一節(jié)課要研究的杠桿平衡條件.板書：杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂.用字母表示，這個公式可以寫成：F1l1=F2老師總結(jié)：這個平衡條件就是阿基米德發(fā)覺的杠桿原理，這個關(guān)系式也可以寫成下面的形式：F1/F2=l2/l1.也就是說，當阻力和阻力臂確定時，所用的動力與動力臂成反比.即動力臂越大，所用的力就越小，這也就可以解釋為什么我們可以用較小的力產(chǎn)生較大的力了.【老師結(jié)束語】通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們共同學(xué)習(xí)了杠桿的相關(guān)學(xué)問，知道了一個硬棒在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動，我們就說它是杠桿.我們也了解了杠桿的特點、好處，最重要的是我們探究了杠桿的平衡條件，還能夠依據(jù)杠桿的平衡條件進行分析、推斷和簡潔計算，解決實際生產(chǎn)、生活中的一些問題.好，感謝大家！課后作業(yè)完成本課時對應(yīng)練習(xí).1.杠桿這節(jié)的教學(xué)重點是要求學(xué)生能依據(jù)杠桿的五要素把生活中的杠桿模型和抱負的理論模型結(jié)合起來，比如剪刀、夾菜的筷子、指甲剪等.這節(jié)有一個重點也是難點：找支點和作力臂，這里既牽扯到數(shù)學(xué)中點到直線的距離，又涉及到物理中力的作用點和力的示意圖，學(xué)生感到非常困難.突破重難點的方法，通過實例演示，引導(dǎo)學(xué)生分析，提煉方法步驟：一（支）點二力和方向，延長力的作用線，過（支）點作垂線（段）.畫力臂并比較力臂大小是下一課時杠桿分類的基礎(chǔ)，確定要多練并讓學(xué)生過關(guān).2.在杠桿的平衡條件的探究試驗中，引導(dǎo)學(xué)生猜想杠桿的平衡條件可能與力臂的大小和力的大小有關(guān)，這樣學(xué)生不至于盲目猜想，既調(diào)動了學(xué)生的