【物理】《杠桿》（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年人教版（2024）初中物理八年級(jí)下冊(cè)

《杠桿》（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年人教版（2024）初中物理八年級(jí)下冊(cè)學(xué)校授課班級(jí)授課教師教材分析1.地位和作用：《杠桿》是人教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)第十二章《簡(jiǎn)單機(jī)械》的第一節(jié)內(nèi)容。簡(jiǎn)單機(jī)械是日常生活和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一類機(jī)械，而杠桿是其中最基礎(chǔ)的一種，它為后續(xù)學(xué)習(xí)滑輪、斜面等其他簡(jiǎn)單機(jī)械奠定基礎(chǔ)。通過對(duì)杠桿的學(xué)習(xí)，學(xué)生既可以對(duì)之前所學(xué)的力的概念、力的作用效果、二力平衡等知識(shí)進(jìn)行鞏固和深化，又能為理解復(fù)雜機(jī)械的原理提供理論支持，在初中物理知識(shí)體系中起著承上啟下的關(guān)鍵作用。

2.內(nèi)容結(jié)構(gòu)：教材首先從生活中常見的撬棒撬石頭、羊角錘拔釘子等實(shí)例引入杠桿的概念，讓學(xué)生對(duì)杠桿有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。接著詳細(xì)闡述了杠桿的五要素，包括支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，這是理解杠桿原理的關(guān)鍵。然后通過探究實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出杠桿的平衡條件，這是本節(jié)課的核心內(nèi)容。最后介紹了杠桿在生活中的應(yīng)用，如省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿，讓學(xué)生體會(huì)物理知識(shí)與生活的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。學(xué)情分析1.知識(shí)基礎(chǔ)：學(xué)生在之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了力的基本概念、力的作用效果、重力、彈力、摩擦力等力學(xué)知識(shí)，對(duì)力有了一定的認(rèn)識(shí)和理解，并且掌握了二力平衡的條件，這為學(xué)習(xí)杠桿的相關(guān)知識(shí)提供了必要的知識(shí)儲(chǔ)備。但對(duì)于力臂這一抽象概念，學(xué)生理解起來可能存在困難，需要教師通過實(shí)例和直觀演示進(jìn)行引導(dǎo)。

2.認(rèn)知能力：八年級(jí)學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維過渡的階段，他們對(duì)直觀、生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象充滿興趣，具有較強(qiáng)的好奇心和求知欲，具備一定的觀察、分析和歸納能力。但在將實(shí)際問題抽象為物理模型，以及運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題方面，還需要教師進(jìn)一步的指導(dǎo)和訓(xùn)練。

3.學(xué)習(xí)特點(diǎn)：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中喜歡通過動(dòng)手操作和小組合作來獲取知識(shí)，對(duì)生活中常見的物理現(xiàn)象關(guān)注度較高。因此，在教學(xué)過程中，教師可以充分利用學(xué)生的這些特點(diǎn)，設(shè)計(jì)豐富多樣的實(shí)驗(yàn)和小組活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂參與度。教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)：

-認(rèn)識(shí)杠桿，能從常見的工具和簡(jiǎn)單機(jī)械中識(shí)別杠桿，如撬棒、剪刀、鑷子等。

-理解杠桿的五要素，能準(zhǔn)確找出杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，并能在杠桿示意圖中正確畫出力臂。

-掌握杠桿的平衡條件，會(huì)用杠桿平衡條件進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，如已知?jiǎng)恿Α?dòng)力臂、阻力，求阻力臂。

-了解杠桿的分類，能根據(jù)杠桿的特點(diǎn)判斷省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿，并能列舉生活中常見的杠桿實(shí)例及其應(yīng)用。

2.過程與方法目標(biāo)：

-通過觀察生活中的杠桿實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和從生活中發(fā)現(xiàn)物理問題的能力。

-在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)歷提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析論證、評(píng)估交流等科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量法研究物理問題。

-通過對(duì)杠桿平衡條件的分析和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：

-通過對(duì)杠桿知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會(huì)物理知識(shí)與生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生活的熱愛之情。

-在小組合作探究實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通交流能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)傾聽他人的意見，學(xué)會(huì)分享與合作。

-通過了解杠桿在生活和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的意識(shí)，提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-杠桿的五要素和力臂的概念，這是理解杠桿原理和平衡條件的基礎(chǔ)。

-杠桿的平衡條件，它是本節(jié)課的核心內(nèi)容，也是解決杠桿相關(guān)問題的關(guān)鍵。

-杠桿的分類及應(yīng)用，讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合，體現(xiàn)物理知識(shí)的實(shí)用性。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-力臂的概念和力臂的畫法，力臂是一個(gè)抽象的概念，學(xué)生很難理解其物理意義，并且在畫力臂時(shí)容易出錯(cuò)。

-從常見的工具和簡(jiǎn)單機(jī)械中識(shí)別杠桿，并判斷其類型，學(xué)生需要具備一定的抽象思維能力和分析能力，能夠?qū)?shí)際物體抽象為杠桿模型。

-運(yùn)用杠桿平衡條件解決實(shí)際問題，學(xué)生需要學(xué)會(huì)將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，然后運(yùn)用杠桿平衡條件進(jìn)行分析和計(jì)算，這對(duì)學(xué)生的綜合能力要求較高。教學(xué)策略1.直觀演示法：通過展示生活中常見的杠桿實(shí)物，如撬棒、羊角錘、剪刀等，讓學(xué)生直觀地感受杠桿的形狀和工作過程，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，利用多媒體課件展示杠桿的工作原理動(dòng)畫，幫助學(xué)生理解杠桿的抽象概念和工作原理。

2.實(shí)驗(yàn)探究法：組織學(xué)生進(jìn)行探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中親身體驗(yàn)杠桿的平衡狀態(tài)，通過改變實(shí)驗(yàn)條件，如動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂等，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件。在實(shí)驗(yàn)過程中，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究精神。

3.小組合作法：將學(xué)生分成小組，進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。在小組合作中，學(xué)生可以相互交流、相互啟發(fā)，共同解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通交流能力。

4.練習(xí)鞏固法：通過課堂練習(xí)和課后作業(yè)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的杠桿知識(shí)解決實(shí)際問題，加深對(duì)杠桿概念、平衡條件和分類應(yīng)用的理解，提高學(xué)生的解題能力和應(yīng)用知識(shí)的能力。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課（3分鐘）

-教師活動(dòng)：展示圖片或視頻，內(nèi)容為生活中常見的用撬棒撬石頭、用羊角錘拔釘子的場(chǎng)景。提問學(xué)生：在這些場(chǎng)景中，人們使用的工具起到了什么作用？為什么使用這些工具可以更輕松地完成任務(wù)？

-學(xué)生活動(dòng)：觀察圖片或視頻，思考教師提出的問題，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行回答。

-設(shè)計(jì)意圖：通過展示生活中熟悉的場(chǎng)景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生的思考，從而自然地引出本節(jié)課的主題——杠桿。讓學(xué)生意識(shí)到物理知識(shí)來源于生活，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的關(guān)注度。

2.杠桿的概念（5分鐘）

-教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生分析撬棒撬石頭、羊角錘拔釘子的過程，指出在這些過程中，撬棒和羊角錘都在力的作用下，能繞著一個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。從而給出杠桿的定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿。強(qiáng)調(diào)杠桿的三個(gè)關(guān)鍵要素：硬棒、力的作用、繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

-學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真聽講，理解杠桿的定義，思考生活中還有哪些工具可以看作杠桿。

-設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)實(shí)際例子的分析，讓學(xué)生逐步理解杠桿的概念，從具體到抽象，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)生思考生活中的杠桿實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和知識(shí)遷移能力。

3.杠桿的五要素（10分鐘）

-教師活動(dòng)：以撬棒撬石頭為例，詳細(xì)講解杠桿的五要素。

-支點(diǎn)（O）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，在撬棒撬石頭中，撬棒與地面接觸的點(diǎn)就是支點(diǎn)。

-動(dòng)力（F1）：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，人對(duì)撬棒施加的力就是動(dòng)力。

-阻力（F2）：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，石頭對(duì)撬棒的壓力就是阻力。

-動(dòng)力臂（L1）：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。強(qiáng)調(diào)力作用線是通過力的作用點(diǎn)，沿力的方向所畫的直線。教師通過在黑板上畫圖，演示如何確定動(dòng)力臂，先畫出動(dòng)力的作用線，然后從支點(diǎn)向動(dòng)力作用線作垂線，垂線段的長(zhǎng)度就是動(dòng)力臂。

-阻力臂（L2）：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，同樣通過畫圖演示確定阻力臂的方法。

-學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真聽講，跟隨教師的講解和演示，理解杠桿五要素的概念和確定方法。在筆記本上記錄杠桿五要素的定義和相關(guān)要點(diǎn)，并在教師的指導(dǎo)下，在課本上標(biāo)注出撬棒撬石頭實(shí)例中的杠桿五要素。

-設(shè)計(jì)意圖：通過具體實(shí)例和詳細(xì)的畫圖演示，讓學(xué)生清晰地理解杠桿五要素的概念和確定方法。這部分內(nèi)容是理解杠桿原理和平衡條件的基礎(chǔ)，采用直觀的教學(xué)方法，有助于學(xué)生掌握重點(diǎn)知識(shí)，突破力臂概念這一難點(diǎn)。

4.力臂的畫法練習(xí)（8分鐘）

-教師活動(dòng)：在黑板上畫出不同類型的杠桿示意圖，如直杠桿、彎曲杠桿等，并給出相應(yīng)的動(dòng)力和阻力。讓學(xué)生在練習(xí)本上畫出這些杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂。教師巡視，觀察學(xué)生的畫圖情況，及時(shí)給予指導(dǎo)和糾正。選擇部分學(xué)生的練習(xí)進(jìn)行展示，針對(duì)學(xué)生在畫圖中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，如力臂不是從支點(diǎn)到力作用線的垂線段、力作用線畫錯(cuò)等問題，進(jìn)行集中講解和分析。

-學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上認(rèn)真畫出杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂，完成后與同桌相互交流和檢查。觀察教師展示的學(xué)生作品，分析其中的錯(cuò)誤原因，加深對(duì)力臂畫法的理解。

-設(shè)計(jì)意圖：通過練習(xí)，讓學(xué)生鞏固力臂的畫法，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。及時(shí)的反饋和講解，能夠幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的問題，及時(shí)糾正錯(cuò)誤，進(jìn)一步掌握力臂的概念和畫法。

5.探究杠桿的平衡條件（15分鐘）

-教師活動(dòng)：

-提出問題：杠桿在什么條件下才能保持平衡呢？引導(dǎo)學(xué)生思考并作出假設(shè)，如杠桿平衡可能與動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂有關(guān)。

-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：介紹實(shí)驗(yàn)器材，包括杠桿、支架、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)等。講解實(shí)驗(yàn)步驟：首先，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是便于測(cè)量力臂；然后，在杠桿的兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，使杠桿再次平衡，測(cè)量并記錄動(dòng)力F1、動(dòng)力臂L1、阻力F2、阻力臂L2的數(shù)據(jù)；接著，改變鉤碼的數(shù)量和位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，記錄多組數(shù)據(jù)。強(qiáng)調(diào)在實(shí)驗(yàn)過程中要注意控制變量，每次只改變一個(gè)因素，觀察其他因素對(duì)杠桿平衡的影響。

-進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將學(xué)生分成小組，每個(gè)小組按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師巡視各小組，指導(dǎo)學(xué)生正確使用實(shí)驗(yàn)器材，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)安全，如防止鉤碼掉落砸傷腳等。

-分析論證：各小組整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。教師引導(dǎo)學(xué)生嘗試找出動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積和阻力與阻力臂的乘積之間的關(guān)系，從而得出杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。

-評(píng)估交流：組織各小組進(jìn)行交流，分享實(shí)驗(yàn)過程中的經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題，討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。引導(dǎo)學(xué)生思考如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差。

-學(xué)生活動(dòng)：在教師的引導(dǎo)下，積極參與討論，作出假設(shè)。各小組分工合作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，嘗試得出杠桿的平衡條件。在小組交流中，傾聽其他小組的意見和建議，反思自己小組的實(shí)驗(yàn)過程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

-設(shè)計(jì)意圖：通過科學(xué)探究的過程，讓學(xué)生親身體驗(yàn)知識(shí)的獲取過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量法研究物理問題，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和分析問題的能力。評(píng)估交流環(huán)節(jié)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和交流表達(dá)能力。

6.杠桿平衡條件的應(yīng)用（10分鐘）

-教師活動(dòng)：展示一些利用杠桿平衡條件解決實(shí)際問題的例子，如用天平測(cè)量物體質(zhì)量、用撬棒撬起不同重量的物體等。引導(dǎo)學(xué)生分析這些例子中杠桿的五要素，然后根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行計(jì)算和分析。例如，已知天平的左盤放有質(zhì)量為m1的物體，右盤放有質(zhì)量為m2的砝碼，天平平衡，求物體的質(zhì)量m1。根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，由于天平是等臂杠桿，L1=L2，所以m1g×L1=m2g×L2，可得m1=m2。通過這樣的例子，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何運(yùn)用杠桿平衡條件解決實(shí)際問題。布置一些課堂練習(xí)題，讓學(xué)生在練習(xí)本上完成，如已知杠桿的動(dòng)力為5N，動(dòng)力臂為0.4m，阻力為10N，求阻力臂。教師巡視，檢查學(xué)生的做題情況，對(duì)學(xué)生的解答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)。

-學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真聽講，分析教師展示的例子，理解如何運(yùn)用杠桿平衡條件解決實(shí)際問題。完成課堂練習(xí)題，在做題過程中，思考解題思路和方法，遇到問題及時(shí)向教師或同學(xué)請(qǐng)教。

-設(shè)計(jì)意圖：通過實(shí)際例子和課堂練習(xí)，讓學(xué)生鞏固杠桿平衡條件的知識(shí)，提高學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。讓學(xué)生體會(huì)物理知識(shí)在生活中的廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和自信心。

7.杠桿的分類（10分鐘）

-教師活動(dòng)：根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2，引導(dǎo)學(xué)生分析當(dāng)L1＞L2時(shí)，F(xiàn)1＜F2，此時(shí)杠桿省力，這種杠桿稱為省力杠桿，如撬棒、羊角錘等；當(dāng)L1＜L2時(shí)，F(xiàn)1＞F2，杠桿費(fèi)力，稱為費(fèi)力杠桿，如鑷子、釣魚竿等；當(dāng)L1=L2時(shí)，F(xiàn)1=F2，杠桿既不省力也不費(fèi)力，稱為等臂杠桿，如天平。分別展示省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿的實(shí)物或圖片，讓學(xué)生觀察它們的特點(diǎn)，并舉例說明生活中還有哪些常見的省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿。組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，討論內(nèi)容為：在生活中，人們?yōu)槭裁匆褂觅M(fèi)力杠桿？費(fèi)力杠桿有什么優(yōu)點(diǎn)？

-學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真聽講，理解杠桿的分類依據(jù)和各類杠桿的特點(diǎn)。觀察教師展示的實(shí)物和圖片，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，列舉出更多生活中的杠桿實(shí)例，并判斷其類型。在小組討論中，積極發(fā)言，分享自己的觀點(diǎn)和想法，傾聽其他同學(xué)的意見，共同探討費(fèi)力杠桿的優(yōu)點(diǎn)，如費(fèi)力杠桿雖然費(fèi)力，但可以省距離，在一些需要省距離的場(chǎng)合，如釣魚、理發(fā)等，使用費(fèi)力杠桿更加方便。

-設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)杠桿分類的講解和實(shí)例分析，讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握杠桿的分類知識(shí)，能夠根據(jù)杠桿的特點(diǎn)判斷其類型。小組討論環(huán)節(jié)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，讓學(xué)生從不同角度理解物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用。

8.課堂小結(jié)（5分鐘）

-教師活動(dòng)：與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，包括杠桿的概念、五要素、力臂的畫法、杠桿的平衡條件、杠桿的分類及應(yīng)用等。強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)和易錯(cuò)點(diǎn)，如力臂的概念和畫法、杠桿平衡條件的應(yīng)用等。提問學(xué)生在本節(jié)課中的收獲和疑問，對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)給予肯定和鼓勵(lì)。

-學(xué)