第十二章第1節(jié)-探究杠桿的平衡條件-2024-2025學(xué)年人教版八年級(jí)下冊(cè)物理

人教版八年級(jí)下冊(cè)物理第十二章第一節(jié)——探究杠桿的平衡條件使用教材：人民教育出版社八年級(jí)下冊(cè)物理，第十二章第一節(jié)實(shí)驗(yàn)器材：杠桿，鉤碼，廣告logo投影燈。彈簧測力計(jì)，激光若干，磁鐵三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)/改進(jìn)要點(diǎn)：讓一個(gè)帶有刻度的杠桿，置于白板上，讓杠桿的支點(diǎn)位于圓心，為了方便測量力臂，使用了同心同距圓環(huán)，利用鉤碼計(jì)可以斜切圓環(huán)拉，豎直向下切圓環(huán)拉，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，圓心與切點(diǎn)的連線與繩子垂直，力臂為綠色激光部分圓心到切點(diǎn)的長度，為圓環(huán)的半徑，可由杠桿直接讀出見圖1。這樣利用紅色激光和綠色激光分別表示力的作用線和力臂，強(qiáng)化了兩者的垂直關(guān)系，加深了對(duì)于力臂這個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)的理解和認(rèn)識(shí)，利用圓環(huán)投影簡單有效的突破力臂測量的難點(diǎn)，此外這套裝置也可以用于探究非水平平衡位置見圖2、動(dòng)力，阻力在支點(diǎn)同側(cè)見圖3，以及怎樣拉最省力的問題。綜上所述杠桿平衡位置認(rèn)領(lǐng)，力的大小，方向，作用點(diǎn)都可以認(rèn)領(lǐng)，這樣得出的結(jié)論才更全面，更有說服力。圖1圖2圖3實(shí)驗(yàn)原理/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：以教科書上器材為主，輔助加入光投影背景，利用數(shù)學(xué)中的圓切垂直關(guān)系測力臂的長度。利用紅綠激光可以清晰直觀的看到力的的作用線和力臂，及其關(guān)系實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)：物理觀念、科學(xué)思維：（1）理解力臂的概念。（2）分析總結(jié)出杠杠的平衡條件。（二）科學(xué)探究：（1）讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過程，學(xué)習(xí)研究科學(xué)問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α＃ㄈB(tài)度責(zé)任與責(zé)任：（1）通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，教師通過對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。（2）在杠桿兩端掛上不同數(shù)量鉤碼，使杠桿再次在水平位置平衡，測量動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2。（3）改變力和力臂的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn)。（4）利用自制教具輔助探究杠桿的平衡條件。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程：（一）創(chuàng)設(shè)情景引入新課：引入新課時(shí)介紹地方文化：自貢非遺燊海井，世界上第一口超千米深的人工井，以此培養(yǎng)學(xué)生的民族文化自信。圖4（1）如圖所示，杠杠處于處于什么狀態(tài)？（2）當(dāng)用銀錠銼換用蒲扇銼時(shí)杠桿是否平衡，如何操作才能使杠桿再次平衡？（3）影響杠杠平衡的因素有哪些？這些因素之間滿足什么關(guān)系？（二）合作探究構(gòu)建新知（1）由學(xué)生自主探究杠桿在水平位置的平衡見圖5。動(dòng)力（左邊）F1=0.5N,動(dòng)力臂L1=14cm，阻力（右邊）F2=1N，阻力臂L2=7cm。圖5（2）探究力臂不在杠桿上時(shí)見圖6，左邊繩子豎直向下與（從內(nèi)往外數(shù)）第6個(gè)圓相切，繩子上掛2個(gè)鉤碼。右邊繩子掛3個(gè)鉤碼，調(diào)節(jié)繩子方向，直到杠桿在水平位置平衡。此時(shí)右邊繩子斜拉與第4個(gè)內(nèi)圓環(huán)相切，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，圓心與切點(diǎn)的連線與繩子垂直，力臂為第六個(gè)圓環(huán)的半徑。記左邊為動(dòng)力，右邊為阻力。F1=1NL1=20cmF2=1.5NL2=13.1cm。圖6（3）探究杠桿傾斜時(shí)見圖7，左邊繩子與杠桿垂直，繩子上掛2個(gè)鉤碼，右邊繩子掛3個(gè)鉤碼，調(diào)節(jié)繩子方向，直到杠桿靜止。此時(shí)此時(shí)右邊繩子斜拉與第2個(gè)圓環(huán)相切，同理可知，F(xiàn)1=0.5NL1=21cmF2=1.5NL2=7cm。圖7（4）探究動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)同側(cè)時(shí)見圖8，杠桿水平位置平衡，兩根繩子的拉力與杠桿垂直。F1=0.5L1=16.4cmF2=1.4NL2=6cm。圖8實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）由于學(xué)生還沒有學(xué)到切線個(gè)概念，所以有必要告訴學(xué)生當(dāng)直線與圓只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí)，這個(gè)點(diǎn)叫做切點(diǎn)，圓心與切點(diǎn)的連線與該直線垂直，圓環(huán)的半徑就可以作為力臂。（2）多次測量，數(shù)據(jù)單位要統(tǒng)一。（三）評(píng)估交流得出結(jié)論學(xué)生表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm1234表格1圖9結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。八、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)：（1）實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)有助于學(xué)生對(duì)力臂和杠杠平衡條件的理解，同時(shí)也提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。（