初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第十二章 简单机械第1节 杠杆教案及反思

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）第十二章 简单机械第1节 杠杆教案及反思，共12页。教案主要包含了创设情境　导入新课，新课讲解　探究新知，归纳概括　课堂小结等内容，欢迎下载使用。
物理观念:认识杠杆,知道关于杠杆的五要素(支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂),会画力臂;理解杠杆的平衡条件,并会相关计算;知道生活中杠杆的一些应用,能对杠杆分类。
科学思维:经历绘制杠杆示意图的过程,体会科学抽象的方法;通过观察和实验,了解杠杆的结构,具有一定的观察能力、分析和概括能力。
科学探究:经历探究杠杆平衡条件的过程,学习分析实验现象,寻找数据间的规律,从中归纳出实验结论的一般方法。
科学态度与责任:关心社会生产、生活,保持对自然现象的好奇心,并乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
教学重难点
教学重点:杠杆的五要素,杠杆的平衡条件及应用。
教学难点:正确画出力臂,杠杆的平衡条件及应用。
教学准备
教师准备:教学课件。
学生准备:剪刀、钢丝钳、铁丝、笤帚、镊子、小石块、杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计等。
教学过程
板书设计
第1节 杠杆
1.杠杆
(1)定义:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒,叫作杠杆。
(2)杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
(3)画力臂的方法:①一找支点;②二画线(力的作用线);③三作垂线段;④四标力臂符号。
2.杠杆的平衡条件(杠杆原理):动力×动力臂=阻力×阻力臂或写为F1l1=F2l2。
3.杠杆的分类
作业设计
必做题:教材第110页练习与应用1~5题。
选做题:寻找人体中的杠杆,体验它们的作用,完成科学小论文。
教学反思
杠杆是力学部分的重要内容,它是学习其他简单机械的基础。因此,学生对杠杆相关的知识理解与掌握程度,对学习简单机械有着举足轻重的作用。新教材重点突出了力臂的作图和探究杠杆的平衡条件。结合学生实际,对于力臂的理解、实际作图和杠杆平衡条件的应用都需要强化训练,这是本节的难点。而研究杠杆的平衡条件是本节课的重点,虽然难度不是很大,但是要透过现象看本质,就必须要先弄清力臂的概念和画法。在此基础上本实验的目的是通过经历探究过程,学习科学探究的基本方法和处理数据的基本技能,最终理解杠杆的平衡条件并能简单应用。
教学环节
设计意图
一、创设情境 导入新课
1.播放视频“战无不胜的投石机”,提出问题,投石机相当于什么机械?投石机为什么能把几百斤的石头投到远处?
2.“给我一个支点,我就能撬动地球。”——阿基米徳,阿基米德有没有吹牛?
今天我们来探究杠杆的奥秘。
利用视频中的“投石机”和阿基米德“撬地球”,激发学生好奇心,提高学生学习的积极性
二、新课讲解 探究新知
探究点一 杠杆
(一)杠杆的定义
学生活动:使用杠杆进行以下活动。
用剪刀剪纸片、用镊子夹取小石块、用钢丝钳剪断铁丝、用笤帚扫地。
课件展示相关图片,让学生对比找出共同点。
学生:都能绕一固定点转动。
学生:有力作用在物体上。
归纳总结:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是一个杠杆。
课件展示,古代人们使用的一些杠杆,分别找出围绕转动的点(支点)。

捣谷的碓(duì) 汲水的桔槔(jié gā) 中国传统的杆秤
让学生通过类比分析,通过思考和总结,得出杠杆的定义
通过对我国劳动人民在生产、生活中智慧的展示,树立民族自豪感
教师:在我们的生活中,还有很多机械属于杠杆,你能举出生活中的实例吗?
学生:羊角锤、开瓶器、扳手等。
(二)杠杆的五要素
自主学习,阅读课本:什么是杠杆的五要素?
1.支点:杠杆可以绕其转动的点(O点)。
2.动力:使杠杆转动的力(F1)。
3.阻力:阻碍杠杆转动的力(F2)。
4.动力臂:从支点到动力(F1)作用线的距离(l1)。
5.阻力臂:从支点到阻力(F2)作用线的距离(l2)。
播放视频“杠杆与杠杆的五要素”,进一步加深学生对杠杆五要素的理解。
教师用课件展示杠杆的五要素,重点放在动力臂和阻力臂的画法上。
点拨:
1.“力的作用线”是指过力的作用点沿力的方向所画的直线;力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离;力臂不一定在杠杆上(如图中l1、l2);若力的作用线过支点,则力臂为0。
2.支点:一定在杠杆上,可以在杠杆的一端,也可以在杠杆的其他位置;同一杠杆,使用方法不同,支点位置可能改变。
3.动力与阻力:作用点都在杠杆上,分别使杠杆向相反方向转动,动力和阻力是相对的,一般把人对杠杆施加的作用力称为动力。
例题1 画出图中杠杆各力的力臂。
学生完成后,找学生代表板演作图,教师及时做出评价。
例题2 如图,硬棒OB能绕支点O转动,A处用绳子拉住固定在墙壁上,B处悬挂重物。请画出物体所受的重力G的力臂l1和拉力F的力臂l2。
找两名学生上台进行板演,其他学生画在学案上,完成后找其他学生进行评价。
知道如何画杠杆的力臂,培养物理观念。通过练习画杠杆中的力臂,巩固力臂的画法,为杠杆平衡条件的学习打好基础
总结:动力臂和阻力臂的画法。一找(找准支点、动力和阻力作用点);二画(画出力的作用线);三引(引垂线);四标(标力臂——支点到垂足的距离)。
探究点二 杠杆的平衡条件
(一)杠杆的平衡
思考:什么是杠杆的平衡状态?
学生:当杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。
教师:还有一种情况,当杠杆在动力和阻力的作用下,匀速转动时,我们也可以说杠杆平衡了,但匀速转动不是匀速圆周运动。
(二)探究杠杆平衡的条件
提出问题:如图(a)所示,为什么体重不同的两人能让跷跷板水平静止?如图(b)所示,为什么重力相同的两人不能让跷跷板水平静止?
在杠杆的使用中,杠杠的平衡状态是一种常见而且重要的状态。杠杆在满足什么条件时才会平衡呢?也就是说动力、动力臂和阻力、阻力臂应满足什么条件?
学生猜想:
1.动力×动力臂=阻力×阻力臂。
2.动力+动力臂=阻力+阻力臂。
3.动力动力臂=阻力阻力臂。
教师:三个猜想,有一个肯定是错误的,是哪一个?
学生:“动力+动力臂=阻力+阻力臂”这个猜想是错误的,因为不同的物理量不能相加。
教师:为了得到确切的结论,不能只凭猜想,还必须通过实验来研究,请同学们利用桌上器材,设计实验,进行探究。
小组合作学习:
1.杠杆两侧的螺母有什么用?
调节杠杆的平衡。
2.杠杆在水平位置静止的目的是什么?
一是使杠杆的重心在支点,以消除杠杆自身重力对实验的影响;二是便于在杠杆上直接测出力臂。
3.实验过程中能否调节螺母使杠杆平衡?
不能。在实验过程中,只能通过增减两侧的钩码数量和移动钩码的位置来调节杠杆的平衡。
4.多次测量获得多组实验数据的目的是什么?
避免偶然性,获得普遍性的结论。
进行实验:提醒小组内同学要密切配合,做好分工,防止杠杆翻倒和钩码脱落。
实验器材:杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计。
测量的物理量:动力、阻力、动力臂、阻力臂。
实验步骤:
1.把杠杆安装在支架上,调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止,达到平衡状态。
2.如图所示,在杠杆两边挂不同数量的钩码,把支点右边的钩码对杠杆的作用力当作动力F1,支点左边的钩码对杠杆的作用力当作阻力F2。调节钩码的位置,使杠杆在水平位置重新平衡,将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2的数值填入表中。
小组合作学习,为顺利实验做铺垫
结合课本梳理实验,设计步骤,并完成实验得出实验数据,分析实验结论
3.改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,使杠杆在水平位置重新平衡,再做几次实验,把数值填入表中。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
3
…
让完成情况较好的小组报告实验结论,组织学生对实验结果进行分析。
杠杆的平衡条件:
杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂。
公式表示:F1l1=F2l2。
[想想议议]思考课本图12.14所示的杠杆与实验中的杠杆有什么不同?
学生:实验中动力和阻力在支点的两侧,图中动力和阻力在支点的同侧。
例题3 阅读课本例题,讨论后分享例题的解题思路。
例题4 身高1.7 m,质量为50 kg的小明同学做俯卧撑运动,此时将他视为一个杠杆如图所示,他的重心在A点,g=10 N/kg,则:
(1)他的重力为多大?
(2)若他将身体撑起,地面对手的作用力至少要多大?
找两名学生进行板演,其他学生做在学案上,完成后小组同学评价,教师做出评价。
解 (1)小明同学的重力
G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N
(2)由图可知,O为支点,动力臂l1=0.9 m+0.6 m=1.5 m,阻力臂l2=0.9 m,
阻力等于人的重力,即F2=G=500 N
由杠杆平衡条件可得F1l1=F2l2
即F1×1.5 m=500 N×0.9 m
解得F1=300 N
即地面对手的作用力至少要300 N大。
探究点三 生活中的杠杆
小组合作学习:
1.请仔细观察如图所示的三种杠杆,它的动力臂和阻力臂,哪个更长呢?使用该杠杆省力还是费力?
小组合作进行实验,培养团队合作意识和分析归纳问题能力
通过例题,培养学生规范解题习惯,加深对平衡条件的理解
2.阅读课本,根据杠杆平衡条件,判断以上三种杠杆分别属于什么杠杆?这三种杠杆分别有什么特点?
讨论交流后总结
根据杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2。
若l1>l2,则F1l2
F1