第12章 第1節(jié) 第1課時 杠桿及其平衡條件2023-2024學(xué)年八年級下冊物理10分鐘小測教學(xué)設(shè)計(jì)（ 人教版）

第12章第1節(jié)第1課時杠桿及其平衡條件2023-2024學(xué)年八年級下冊物理10分鐘小測教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版）學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容教材：人教版2023-2024學(xué)年八年級下冊物理

章節(jié)：第12章第1節(jié)第1課時杠桿及其平衡條件

內(nèi)容：本節(jié)課主要介紹杠桿的定義、分類、力臂和作用力的概念，以及杠桿的平衡條件。具體內(nèi)容包括：

1.杠桿的定義與分類：一、二、三類杠桿的特點(diǎn)及實(shí)例。

2.力臂的概念：力臂的定義及其在杠桿中的作用。

3.作用力與反作用力：作用力與反作用力的關(guān)系及在杠桿中的應(yīng)用。

4.杠桿的平衡條件：力矩的概念及力矩平衡的公式。

5.通過例題和練習(xí)題，讓學(xué)生掌握杠桿平衡條件的應(yīng)用。

本節(jié)課將通過對杠桿及其平衡條件的講解和練習(xí)，使學(xué)生能夠理解和運(yùn)用杠桿的平衡條件解決實(shí)際問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生通過觀察、分析，抽象出物理模型的能力，以及運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問題的科學(xué)思維能力。

2.科學(xué)探究：激發(fā)學(xué)生探究杠桿平衡條件的興趣，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的科學(xué)探究能力。

3.物理觀念：幫助學(xué)生建立正確的物理觀念，理解力矩、力臂等概念，并能夠運(yùn)用杠桿平衡條件解釋生活中的現(xiàn)象。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，勇于提出問題和解決問題，形成對科學(xué)知識的敬畏之心。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

-學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力的基本概念和牛頓運(yùn)動定律。

-學(xué)生對簡單機(jī)械如滑輪和斜面有一定的了解。

-學(xué)生具備基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，能夠理解和運(yùn)用簡單的代數(shù)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

-學(xué)生對生活中的物理現(xiàn)象感興趣，如秋千、翹板等，這有助于他們對杠桿概念的理解。

-學(xué)生具備一定的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ軌蛲ㄟ^實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律。

-學(xué)生可能偏好通過實(shí)際操作和動手實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)物理，對抽象概念的理解可能需要更多直觀的輔助。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

-學(xué)生可能難以理解力臂和力矩的概念，尤其是如何計(jì)算力矩。

-學(xué)生可能會混淆不同類型的杠桿及其平衡條件。

-學(xué)生在解決實(shí)際問題時，可能難以將杠桿平衡條件與具體情境相結(jié)合，需要指導(dǎo)如何將理論應(yīng)用于實(shí)際問題。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都配備了人教版2023-2024學(xué)年八年級下冊物理教材。

2.輔助材料：收集和準(zhǔn)備與杠桿相關(guān)的圖片、圖表以及教學(xué)視頻，用于直觀展示杠桿的類型和平衡條件。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備杠桿模型、砝碼、尺子等實(shí)驗(yàn)器材，確保實(shí)驗(yàn)的完整性和安全性，以便學(xué)生能夠?qū)嶋H操作體驗(yàn)杠桿的平衡。

4.教室布置：將教室分為實(shí)驗(yàn)操作區(qū)和討論區(qū)，以便學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和討論。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（用時5分鐘）

-開場引入：展示生活中常見的杠桿實(shí)例（如秋千、剪刀、撬棍等），讓學(xué)生觀察并思考這些物品的共同特點(diǎn)。

-提問：同學(xué)們，你們能告訴我這些物品是如何工作的嗎？它們有什么共同點(diǎn)？

-學(xué)生回答后，教師總結(jié)：這些都是杠桿的例子，今天我們就來學(xué)習(xí)杠桿及其平衡條件。

2.講授新課（用時15分鐘）

-講解杠桿定義：通過教材中的定義，讓學(xué)生了解杠桿是一種簡單機(jī)械，能夠繞某一固定點(diǎn)（支點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)。

-分類介紹：展示三類杠桿的圖片和實(shí)例，讓學(xué)生識別并理解一、二、三類杠桿的特點(diǎn)。

-力臂和作用力：通過圖表和公式，解釋力臂的定義和作用力的計(jì)算方法。

-杠桿平衡條件：引導(dǎo)學(xué)生理解力矩的概念，并推導(dǎo)出杠桿平衡的公式：力矩1=力矩2。

-演示實(shí)驗(yàn)：使用杠桿模型和砝碼，展示如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證杠桿平衡條件。

3.鞏固練習(xí)（用時10分鐘）

-練習(xí)題：發(fā)放練習(xí)題，要求學(xué)生應(yīng)用杠桿平衡條件解決實(shí)際問題。

-用時5分鐘，學(xué)生獨(dú)立完成。

-討論環(huán)節(jié)：讓學(xué)生分組討論練習(xí)題的答案，互相檢查和解釋。

-用時5分鐘，教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生的疑問。

4.課堂提問與師生互動（用時10分鐘）

-提問：請一位學(xué)生解釋什么是力矩？

-學(xué)生回答后，教師追問：力矩是如何影響杠桿平衡的？

-提問：如果我們要使一個不平衡的杠桿達(dá)到平衡狀態(tài)，我們應(yīng)該怎么做？

-學(xué)生思考并回答，教師總結(jié)并強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵點(diǎn)。

-情境創(chuàng)設(shè)：假設(shè)有一個不平衡的翹板，如何通過添加或移動砝碼使其平衡？

-學(xué)生分組討論，提出解決方案。

-教師選取幾組學(xué)生的方案，進(jìn)行點(diǎn)評和總結(jié)。

5.創(chuàng)新環(huán)節(jié)（用時5分鐘）

-設(shè)計(jì)一個互動游戲：學(xué)生分成兩隊(duì)，每隊(duì)輪流回答關(guān)于杠桿的問題?；卮鹫_的隊(duì)伍得分，最后得分高的隊(duì)伍獲勝。

-通過游戲，鞏固學(xué)生對杠桿平衡條件的理解，并增加課堂趣味性。

6.結(jié)束語（用時2分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)杠桿平衡條件的應(yīng)用。

-鼓勵學(xué)生在生活中觀察和發(fā)現(xiàn)更多的杠桿現(xiàn)象，并嘗試應(yīng)用所學(xué)知識解決問題。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果如下：

1.知識掌握：

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述杠桿的定義、分類和特點(diǎn)。

-學(xué)生理解并掌握了力臂和作用力的概念，能夠正確計(jì)算力矩。

-學(xué)生能夠運(yùn)用杠桿平衡條件解決實(shí)際問題，如計(jì)算力矩和平衡狀態(tài)下力的分配。

2.技能提升：

-學(xué)生通過觀察和實(shí)驗(yàn)，能夠識別生活中常見的杠桿現(xiàn)象，并將其與課堂所學(xué)知識聯(lián)系起來。

-學(xué)生能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證杠桿平衡條件，通過實(shí)驗(yàn)操作提升實(shí)踐能力和科學(xué)探究能力。

-學(xué)生在討論和練習(xí)中，能夠運(yùn)用科學(xué)思維分析問題，提出假設(shè)，并通過邏輯推理得出結(jié)論。

3.思維發(fā)展：

-學(xué)生能夠抽象出物理模型，將復(fù)雜的實(shí)際問題簡化為杠桿平衡問題，培養(yǎng)了科學(xué)思維和模型構(gòu)建能力。

-學(xué)生通過解決杠桿平衡問題，提高了分析和解決物理問題的能力，增強(qiáng)了邏輯思維和批判性思維。

4.學(xué)習(xí)習(xí)慣：

-學(xué)生在課堂互動和小組討論中，形成了積極發(fā)言和傾聽他人意見的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

-學(xué)生通過練習(xí)和復(fù)習(xí)，養(yǎng)成了定期回顧和鞏固知識點(diǎn)的習(xí)慣，提高了學(xué)習(xí)效率。

5.應(yīng)用能力：

-學(xué)生能夠?qū)⒏軛U平衡條件應(yīng)用于解決實(shí)際問題，如設(shè)計(jì)簡單的機(jī)械裝置，理解工程學(xué)中的杠桿應(yīng)用。

-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的物理知識與其他學(xué)科知識相結(jié)合，如數(shù)學(xué)中的幾何知識，進(jìn)行跨學(xué)科的綜合應(yīng)用。

6.科學(xué)態(tài)度與價值觀：

-學(xué)生通過學(xué)習(xí)杠桿平衡條件，培養(yǎng)了尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果、勇于提出問題的科學(xué)態(tài)度。

-學(xué)生認(rèn)識到物理知識在生活中的重要性，增強(qiáng)了將科學(xué)知識應(yīng)用于社會實(shí)踐的責(zé)任感。內(nèi)容邏輯關(guān)系①杠桿的定義與分類

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：杠桿的定義、支點(diǎn)、力臂、作用力。

-重點(diǎn)詞：簡單機(jī)械、支點(diǎn)、力臂、作用力。

-重點(diǎn)句：杠桿是一種能夠繞某一固定點(diǎn)（支點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)的簡單機(jī)械。

②力臂和作用力的概念

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：力臂的定義、作用力的計(jì)算。

-重點(diǎn)詞：力臂、作用力、力矩。

-重點(diǎn)句：力臂是力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離，作用力乘以力臂等于力矩。

③杠桿的平衡條件

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：杠桿平衡條件的公式、力矩的平衡。

-重點(diǎn)詞：平衡條件、力矩、平衡力矩。

-重點(diǎn)句：當(dāng)杠桿處于平衡狀態(tài)時，順時針方向的力矩等于逆時針方向的力矩。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)物模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)合：在教學(xué)過程中，我使用了實(shí)物模型和實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生直觀理解杠桿的平衡條件，這樣的互動式教學(xué)增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

2.課堂互動游戲：通過設(shè)計(jì)互動游戲，我激發(fā)了學(xué)生的競爭意識，同時也讓他們在輕松愉快的氛圍中鞏固了所學(xué)知識。

3.跨學(xué)科應(yīng)用：在教學(xué)中，我嘗試將數(shù)學(xué)知識（如幾何）與物理知識相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科思考，提高了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

（二）存在主要問題

1.學(xué)生參與度不均衡：在課堂互動和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，部分學(xué)生參與度較高，而另一部分學(xué)生則較為被動，未能充分參與到教學(xué)中來。

2.時間管理不夠精細(xì)：在課堂教學(xué)中，時間的分配不夠精細(xì)，導(dǎo)致部分環(huán)節(jié)匆忙，未能充分展開，影響了教學(xué)效果。

3.教學(xué)評價單一：評價方式主要依賴于學(xué)生的練習(xí)成績，忽視了學(xué)生的課堂表現(xiàn)和思維能力的評估。

（三）改進(jìn)措施

1.鼓勵全員參與：在課堂互動和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我會更加注意調(diào)動所有學(xué)生的積極性，通過提問、小組討論等方式，讓每位學(xué)生都有機(jī)會參與到教學(xué)中來。

2.優(yōu)化時間分配：我會提前規(guī)劃好每個教學(xué)環(huán)節(jié)的時間，確保每個環(huán)節(jié)都有充足的時間進(jìn)行，避免因?yàn)闀r間緊張而影響教學(xué)效果。

3.多元化評價方式：我將采用多元化的評價方式，結(jié)合學(xué)生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，以更公平、全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。重點(diǎn)題型整理題型一：計(jì)算題

1.題目：一根均勻的杠桿，長度為4米，重40牛頓，中點(diǎn)懸掛重20牛頓的物體，求支點(diǎn)距離重物的距離。

解答：由于杠桿均勻，重心在中點(diǎn)，所以力臂為2米。根據(jù)杠桿平衡條件，力矩1=力矩2，即20N×2m=40N×x，解得x=1米。

題型二：應(yīng)用題

2.題目：一個小孩用50牛頓的力壓在翹板的一端，另一端懸掛重80牛頓的物體，翹板保持平衡。求小孩距離支點(diǎn)的距離。

解答：設(shè)小孩距離支點(diǎn)的距離為x米，則懸掛物體距離支點(diǎn)的距離為4-x米。根據(jù)杠桿平衡條件，50N×x=80N×(4-x)，解得x=3.2米。

題型三：分析題

3.題目：一輛汽車的重量為1200牛頓，前軸距離地面0.6米，后軸距離地面1.2米。汽車在一斜坡上，斜坡角度為30度，汽車重心距離后軸0.8米。求汽車在斜坡上保持平衡時，斜坡對汽車前軸和后軸的支持力。

解答：汽車在斜坡上的重力分解為垂直于斜坡的力和平行于斜坡的力。垂直于斜坡的力為1200N×cos30°，平行于斜坡的力為1200N×sin30°。設(shè)前軸的支持力為F1，后軸的支持力為F2，根據(jù)杠桿平衡條件，F(xiàn)1×0.6m=(1200N×cos30°-F2)×1.2m，解得F1=600N，F(xiàn)2=800N。

題型四：設(shè)計(jì)題

4.題目：設(shè)計(jì)一個簡單的杠桿秤，能夠稱量最大重量為10牛頓的物體，杠桿長度為1米，支點(diǎn)位于杠桿中心。請標(biāo)出力臂和作用力的位置，并計(jì)算所需的砝碼重量。

解答：由于支點(diǎn)位于杠桿中心，力臂為0.5米。為使杠桿秤能夠稱量最大重量為10牛頓的物體，砝碼重量應(yīng)為10牛頓。將砝碼放在杠桿一端，物體放在另一端，調(diào)整位置使杠桿平衡。

題型五：實(shí)驗(yàn)題

5.題目：進(jìn)行一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證杠桿的平衡條件。實(shí)驗(yàn)材料包括一根杠桿、砝碼、尺子。描述實(shí)驗(yàn)步驟，并說明如何通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證杠桿平衡條件。

解答：實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a.將杠桿水平放置，找到支點(diǎn)并標(biāo)記。

b.在杠桿一端懸掛不同重量的砝碼，記錄砝碼重量和距離支點(diǎn)的距離。

c.在杠桿另一端懸掛砝碼，調(diào)整砝碼重量和位置，直到杠桿平衡。

d.記錄所有砝碼的重量和距離支點(diǎn)的距離。

e.計(jì)算每個砝碼產(chǎn)生的力矩，驗(yàn)證力矩1=力矩2，即杠桿平衡條件。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)順時針力矩等于逆時針力矩，則驗(yàn)證了杠桿平衡條件。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成課后練習(xí)題，包括計(jì)算題、應(yīng)用題和分析題，鞏固對杠桿平衡條件的理解和應(yīng)用。

2.觀察生活中的杠桿現(xiàn)象，如剪刀、鉗子等，并分析其工作原理和平衡條件。

3.設(shè)計(jì)一個簡單的杠桿實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證杠桿的平衡條件，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

作業(yè)反饋：

1.及時批改學(xué)生的作業(yè)，對正確答案給予肯定，對錯誤答案進(jìn)行分析和解釋。

2.針對學(xué)生的錯誤，提供具體的改