第十章 第一節(jié)　科學(xué)探究：杠桿的平衡條件（教學(xué)設(shè)計(jì)）2023-2024學(xué)年八年級(jí)下冊(cè)物理滬科版（安徽專版）

第十章第一節(jié)科學(xué)探究：杠桿的平衡條件（教學(xué)設(shè)計(jì)）2023-2024學(xué)年八年級(jí)下冊(cè)物理滬科版（安徽專版）課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒃O(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。通過(guò)對(duì)比不同杠桿的平衡狀態(tài)，讓學(xué)生理解力臂和力的關(guān)系，為后續(xù)學(xué)習(xí)杠桿的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究意識(shí)，提升觀察、分析、歸納能力。

2.增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-明確杠桿的平衡條件，即動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，理解力臂的概念及其在杠桿平衡中的作用。

-學(xué)會(huì)運(yùn)用杠桿原理解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-理解力臂的測(cè)量方法，特別是如何準(zhǔn)確測(cè)量不同杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂。

-掌握控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

-分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)出杠桿的平衡條件，并能夠應(yīng)用這一條件解決實(shí)際問(wèn)題。

-在實(shí)際操作中，學(xué)生可能難以精確控制實(shí)驗(yàn)條件，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差較大，需要教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)來(lái)提高準(zhǔn)確性。四、教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

-講授法：通過(guò)講解杠桿的基本概念和原理，幫助學(xué)生建立初步的認(rèn)識(shí)。

-實(shí)驗(yàn)法：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行杠桿平衡實(shí)驗(yàn)，通過(guò)動(dòng)手操作加深對(duì)平衡條件的理解。

-討論法：鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行小組討論，分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果和心得，提高分析問(wèn)題能力。

2.教學(xué)手段：

-多媒體展示：利用PPT展示杠桿的平衡原理和實(shí)驗(yàn)步驟，提高教學(xué)直觀性。

-動(dòng)畫演示：通過(guò)動(dòng)畫展示杠桿平衡的動(dòng)態(tài)過(guò)程，幫助學(xué)生理解力臂變化對(duì)平衡的影響。

-實(shí)驗(yàn)器材：提供實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，增強(qiáng)實(shí)踐體驗(yàn)。五、教學(xué)過(guò)程【導(dǎo)入】

同學(xué)們，今天我們來(lái)學(xué)習(xí)物理中的一個(gè)重要概念——杠桿的平衡條件。杠桿在日常生活中非常常見，比如我們使用的剪刀、鉗子等，都是杠桿的應(yīng)用。那么，杠桿是如何保持平衡的呢？今天我們就一起來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。

【新課導(dǎo)入】

（一）引入課題

同學(xué)們，我們剛才提到了杠桿在生活中的應(yīng)用，那么，大家知道杠桿是如何工作的嗎？今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)杠桿的平衡條件。

（二）提出問(wèn)題

1.什么樣的杠桿可以保持平衡？

2.力和力臂之間有什么關(guān)系？

3.如何測(cè)量力臂？

【探究活動(dòng)】

（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.教師準(zhǔn)備杠桿、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)等實(shí)驗(yàn)器材。

2.學(xué)生分組，每組一套實(shí)驗(yàn)器材。

（二）實(shí)驗(yàn)探究

1.教師講解實(shí)驗(yàn)步驟，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。

2.學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（三）數(shù)據(jù)分析

1.教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出規(guī)律。

2.學(xué)生小組討論，總結(jié)出杠桿的平衡條件。

【實(shí)驗(yàn)操作】

1.學(xué)生將杠桿放置在水平桌面上，一端懸掛鉤碼，另一端懸掛彈簧測(cè)力計(jì)。

2.學(xué)生調(diào)整鉤碼的位置，觀察杠桿是否平衡。

3.學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括鉤碼的重量、鉤碼到支點(diǎn)的距離（力臂）、彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等。

【討論交流】

1.教師提問(wèn)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你們認(rèn)為杠桿平衡的條件是什么？

2.學(xué)生分組討論，分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果和心得。

3.教師邀請(qǐng)學(xué)生代表發(fā)言，總結(jié)出杠桿的平衡條件。

【歸納總結(jié)】

1.教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。

2.學(xué)生復(fù)述平衡條件，加深對(duì)概念的理解。

【應(yīng)用拓展】

1.教師舉例說(shuō)明杠桿在生活中的應(yīng)用，如剪刀、鉗子等。

2.學(xué)生思考：如何根據(jù)杠桿的平衡條件設(shè)計(jì)更有效的工具？

【課堂小結(jié)】

今天我們學(xué)習(xí)了杠桿的平衡條件，了解了力和力臂之間的關(guān)系。希望大家能夠在生活中發(fā)現(xiàn)杠桿的應(yīng)用，并嘗試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

【課后作業(yè)】

1.完成課后練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.搜集生活中杠桿的應(yīng)用實(shí)例，下節(jié)課分享。

【板書設(shè)計(jì)】

一、杠桿的平衡條件

動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1.將杠桿放置在水平桌面上。

2.調(diào)整鉤碼的位置，觀察杠桿是否平衡。

3.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括鉤碼的重量、鉤碼到支點(diǎn)的距離（力臂）、彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等。

三、生活中的杠桿應(yīng)用

1.剪刀

2.鉗子

3.扳手六、知識(shí)點(diǎn)梳理1.杠桿的定義與分類

-杠桿是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，由支點(diǎn)、動(dòng)力臂和阻力臂組成。

-根據(jù)動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)度關(guān)系，杠桿可以分為三類：等臂杠桿、動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿（省力杠桿）和動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿（費(fèi)力杠桿）。

2.杠桿的平衡條件

-動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂

-當(dāng)杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，動(dòng)力和阻力的大小與它們對(duì)應(yīng)的力臂成反比。

3.力臂的概念與測(cè)量

-力臂是力的作用線到支點(diǎn)的垂直距離。

-力臂的測(cè)量可以通過(guò)直尺或卷尺進(jìn)行，確保測(cè)量準(zhǔn)確。

4.動(dòng)力與阻力的計(jì)算

-根據(jù)杠桿的平衡條件，可以通過(guò)已知的力臂和阻力或動(dòng)力來(lái)計(jì)算未知的力。

-動(dòng)力=阻力×阻力臂/動(dòng)力臂

-阻力=動(dòng)力×動(dòng)力臂/阻力臂

5.杠桿的應(yīng)用

-杠桿原理在日常生活和工程中有著廣泛的應(yīng)用，如剪刀、鉗子、扳手、杠桿秤等。

-設(shè)計(jì)杠桿工具時(shí)，需要考慮動(dòng)力臂和阻力臂的長(zhǎng)度比例，以達(dá)到省力或增力的效果。

6.實(shí)驗(yàn)探究方法

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件，學(xué)習(xí)控制變量法，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要控制變量，如保持杠桿水平、確保鉤碼重量一致等。

7.數(shù)據(jù)分析與歸納總結(jié)

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，歸納總結(jié)出杠桿的平衡條件，并能夠應(yīng)用這一條件解決實(shí)際問(wèn)題。

-學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)中提取信息，形成科學(xué)結(jié)論。

8.物理知識(shí)與實(shí)際生活的聯(lián)系

-了解杠桿原理在生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的興趣和實(shí)用性。

-通過(guò)實(shí)例分析，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在解決實(shí)際問(wèn)題中的重要性。

9.科學(xué)探究能力培養(yǎng)

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、歸納和解決問(wèn)題的能力。

-培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

10.安全注意事項(xiàng)

-在進(jìn)行杠桿實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意安全操作，避免發(fā)生意外。

-使用實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，要按照規(guī)范操作，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。七、反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.案例教學(xué)法的運(yùn)用：我嘗試引入實(shí)際生活中的杠桿案例，讓學(xué)生通過(guò)分析案例來(lái)理解杠桿的平衡條件，這樣既激發(fā)了學(xué)生的興趣，又加深了他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

2.互動(dòng)式教學(xué)：我增加了課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，通過(guò)提問(wèn)和討論，讓學(xué)生主動(dòng)參與進(jìn)來(lái)，這樣的教學(xué)方式提高了學(xué)生的積極性，也鍛煉了他們的思考能力。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)不足：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，部分學(xué)生對(duì)操作不夠熟練，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大。我發(fā)現(xiàn)自己在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方面做得不夠細(xì)致，需要加強(qiáng)。

2.理論與實(shí)踐結(jié)合不夠緊密：有時(shí)候?qū)W生能理解理論，但在實(shí)際應(yīng)用中卻遇到困難。這可能是由于我在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)理論與實(shí)踐的結(jié)合做得不夠，需要更加注重實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)設(shè)計(jì)。

3.學(xué)生個(gè)體差異關(guān)注不足：在課堂上，我可能沒(méi)有足夠地考慮到學(xué)生的個(gè)體差異，導(dǎo)致一些學(xué)生在課堂上顯得不夠活躍，這需要我在今后的教學(xué)中給予更多關(guān)注。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：我將準(zhǔn)備更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作指南，并確保在實(shí)驗(yàn)前充分講解實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，減少實(shí)驗(yàn)誤差。

2.強(qiáng)化理論與實(shí)踐結(jié)合：我將設(shè)計(jì)更多的實(shí)踐活動(dòng)，如小組項(xiàng)目、實(shí)地考察等，讓學(xué)生在具體情境中應(yīng)用杠桿原理，提高他們的實(shí)際操作能力。

3.關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異：我將在課堂上更加注意觀察學(xué)生的反應(yīng)，根據(jù)學(xué)生的不同水平進(jìn)行分層教學(xué)，確保每個(gè)學(xué)生都能在學(xué)習(xí)中有所收獲。

4.提高教學(xué)反饋質(zhì)量：我將鼓勵(lì)學(xué)生提供反饋，并對(duì)反饋進(jìn)行認(rèn)真分析，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，以提高教學(xué)效果。

5.強(qiáng)化教學(xué)評(píng)價(jià)：我將設(shè)計(jì)更有效的教學(xué)評(píng)價(jià)方法，不僅關(guān)注學(xué)生的知識(shí)掌握情況，還要關(guān)注他們的實(shí)驗(yàn)技能和問(wèn)題解決能力。八、重點(diǎn)題型整理1.題型一：計(jì)算杠桿平衡時(shí)的動(dòng)力或阻力

例題：一個(gè)杠桿的阻力臂是10cm，阻力是2N，要使杠桿平衡，動(dòng)力臂應(yīng)該是多少？動(dòng)力應(yīng)該是多少？

答案：動(dòng)力臂=阻力×阻力臂/動(dòng)力=2N×10cm/動(dòng)力=20cm；動(dòng)力=阻力×阻力臂/阻力臂=2N。

2.題型二：判斷杠桿的類型

例題：一個(gè)杠桿的動(dòng)力臂是15cm，阻力臂是20cm，這個(gè)杠桿是什么類型的杠桿？

答案：由于動(dòng)力臂小于阻力臂，這個(gè)杠桿是費(fèi)力杠桿。

3.題型三：設(shè)計(jì)杠桿工具

例題：設(shè)計(jì)一個(gè)杠桿工具，用來(lái)撬動(dòng)一個(gè)重20kg的石頭，假設(shè)動(dòng)力臂是50cm，請(qǐng)計(jì)算所需的動(dòng)力。

答案：動(dòng)力=阻力×阻力臂/動(dòng)力臂=20kg×9.8m/s2×1m/0.5m=392N。

4.題型四：分析杠桿平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

例題：進(jìn)行杠桿平衡實(shí)驗(yàn)，記錄以下數(shù)據(jù)：動(dòng)力臂20cm，阻力臂30cm，動(dòng)力5N，阻力10N。請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，判斷實(shí)驗(yàn)是否成功，并說(shuō)明原因。

答案：實(shí)驗(yàn)成功。因?yàn)閯?dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即5N×20cm=10N×30cm，滿足杠桿平衡條件。

5.題型五：解決實(shí)際生活中的杠桿問(wèn)題

例題：一把剪刀，動(dòng)力臂是15cm，阻力臂是10cm，使用時(shí)施加的動(dòng)力是3N，請(qǐng)計(jì)算剪刀剪東西時(shí)的阻力。

答案：阻力=動(dòng)力×阻力臂/動(dòng)力臂=3N×10cm/15cm=2N。內(nèi)容邏輯關(guān)系①杠桿的基本概念

-杠桿的定義

-杠桿的組成部分：支點(diǎn)、動(dòng)力臂、阻力臂

②杠桿的平衡條件

-動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂

-平衡條件在杠桿中的應(yīng)用

③力臂的測(cè)量與計(jì)算

-力臂的概念

-力臂的測(cè)量方法

-力臂計(jì)算公式

④杠桿的分類

-等臂杠桿

-省力杠桿（動(dòng)力臂大于阻力臂）

-費(fèi)力杠桿