初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）第一节 杠杆教案及反思

这是一份初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）第一节 杠杆教案及反思，共5页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教学难点，教具准备，教学过程等内容，欢迎下载使用。
【教学目标】
1.认识杠杆，了解关于杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）.
2.理解杠杆的平衡条件，并会进行相关计算.
3.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.
4.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.
5.关心生活、生产中杠杆的应用.
【教学重点】杠杆的平衡条件，杠杆的作图与计算.
【教学难点】力臂的概念及画法，变形杠杆的分析.
【教具准备】多媒体课件.
【教学过程】
一、巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的[课后作业]，加强学生对知识的巩固.
二、新课引入
教师播放视频：关于撬棒、开瓶器、跷跷板、镊子、剪刀等物品在生产、生活中工作的情景.然后引导学生观察，并提出问题：在生产、生活中，这些工具起到了什么作用？它们有什么共同特点？
学生观看，思考、讨论，回答：它们都是硬棒，这些硬棒在受力的时候，都能绕着一个固定的点转动.
教师鼓励学生的回答，并引出杠杆的概念.
板书：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆.
师：下面我们就一起来认识并探究杠杆.
三、进行新课
杠杆的特点
师：在我们生活中用到杠杆的地方很多，请同学们思考：（1）为什么杠杆必须是根“硬棒”？（2）杠杆必须是“直棒”吗？
生1：如果杠杆不“硬”，在力的作用下它将很容易发生形变，不能工作，因此杠杆必须是硬棒.
生2：杠杆定义中的硬棒指的是“不易变形”的物体，所以杠杆不一定是直棒，其形状可异.
[教师总结]一根硬棒能成为杠杆必须满足两个条件：一是要有力的作用，二是能绕固定点转动，缺少任何一个条件都不能成为杠杆，杠杆可以是直的也可以是弯曲的，还可以是某个机械组合的一部分.
板书：人们把利用直杆或曲杆，在力的作用下绕杆上一固定点转动的简单机械叫作杠杆
师：为了进一步了解杠杆，我们先来熟悉几个与杠杆有关的名词（教师用多媒体展示课件“杠杆的五要素、杠杆力臂的作法”，并进行讲解）
杠杆的五要素、杠杆力臂的作法（多媒体课件）
1.杠杆的五要素：（如下图）
杠杆的五要素
支点：杠杆绕着转动的固定点，常用O表示
动力：使杠杆绕支点转动的力，常用F1表示.
阻力：阻碍杠杆转动的力，常用F2表示.
动力臂：从支点到动力作用线的距离，常用L1表示.
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，常用L2表示.
对杠杆五要素的理解
2.力臂的作法：
力臂是支点到力的作用线的距离，即支点到力的作用线的垂线段的长.作力臂的一般方法为：
（1）找出支点并用O标出来；
（2）通过力的作用点画出力的作用线（一般用虚线）；
（3）过支点O向力的作用线作垂线，用符号标出垂足；
（4）用花括号或两端带箭头的线段标出支点到垂足的距离，写上相应的符号（L1或L2），即为该力的力臂.
例题 1 (用多媒体展示) ２０２４年６月２日至３日,嫦娥六号完成了人类首次月球背面采样.如图甲,嫦娥六号的机械臂正绕Ｏ点转动,将采集的月球样品送往贮存装置.请在图乙简图中画出 样品对机械臂上Ａ点的作用力Ｆ的力臂Ｌ.
答案：如图所示.
杠杆的平衡条件
教师播放课件：使用杠杆搬动巨大石块的情景.请大家观看，同时提出问题：为什么借助杠杆可以完成呢？
学生思考、讨论，回答：杠杆可以省力.
师 同学们回答正确，很棒！但到底满足什么规律呢？好，下面我们来探究杠杆的平衡满足什么条件.教师引入杠杆平衡的概念：
板书：杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动，称为杠杆平衡.
教师请一位同学演示用不同的方式推门的效果：①在门把手附近用力推门；②在门轴附近用力推门；③在同一位置沿不同的方向推门.并要求这位同学说出感受.
教师引导学生提出猜想：推门时需要的动力可能与动力臂的长短有关，动力臂越长，需要的动力可能越小.
探究杠杆的平衡条件
教师引导学生进行实验“探究杠杆的平衡条件”：
（1）小组讨论提出问题，作出猜想；
（2）讨论并设计合理的实验方案；
（3）进行实验，收集数据；
（4）对数据进行分析，得出结论；
（5）讨论实验中出现的问题.
设计表格（供参考）
师：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了.在我们这个实验中第一步应该把杠杆在水平位置上调平，为什么这样做，请同学们思考一下（解释原因）.请同学们观察一下，如何才能达到这一目的呢？
生：调平原因：为了保持杠杆初始处于平衡状态，测量力臂方便.我们可以通过调节平衡螺母使杠杆平衡.
师 那么在做实验的过程中能否再去调节杠杆的平衡呢？
生：不能.
师：为了统一标准，我们把支点右边的钩码当动力，支点左边的钩码当阻力.在这三次实验中同学们可任意的取三次值，让杠杆达到平衡.每四人一组，每组出一名同学负责随时记录数据.好，现在请同学们参照教材P104的实验步骤开始做实验.
师：同学们能否找出一个规律来？
生：动力×动力臂=阻力×阻力臂
师 对，这就是我们这一节课要研究的杠杆平衡条件.
板书：杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂.
用字母表示，这个公式可以写成：F1 L1=F2 L2
[教师总结]这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理，这个关系式也可以写成下面的形式：F1/F2=L2/L1.也就是说，当阻力和阻力臂一定时，所用的动力与动力臂成反比.即动力臂越大，所用的力就越小，这也就可以解释为什么我们可以用较小的力产生较大的力了.
例题2 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将装置放在水平桌面上,静止时如图甲.为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”)调节.
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入下表,图乙是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为 ，②为 .
(３)分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件: .实验中多次改变钩码的个数和位置的目的是 .
答案：(１)右 (２)１ ０.１５ (３) F1 L1=F2 L2 使实验结论更具有普遍性
[教师结束语]
通过这节课的学习，我们共同学习了杠杆的相关知识.我们也了解了杠杆的特点、好处，最重要的是我们探究了杠杆的平衡条件，还能够根据杠杆的平衡条件进行分析、判断和简单计算，解决实际生产、生活中的一些问题.好，谢谢大家！
[课后作业]
完成本课时对应练习.
第2课时 杠杆的分类和综合运用
【教学目标】
1.能根据一定的标准对杠杆的使用、特点以及作用效果等进行分类.
2.知道生活中杠杆的一些应用，进一步巩固学习杠杆的相关知识.
3.能从常见的工具和机器中识别杠杆的种类，了解杠杆的应用.
4.关心生活生产及自然现象中杠杆的使用，乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，培养利用杠杆方便自己工作的意识.
【教学重点】杠杆的分类与识别.
【教学难点】能正确地在周围生活中发现和分析各种杠杆.
【教具准备】多媒体课件.
【教学过程】
一、巩固复习
教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的[课后作业]（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
二、新课引入
教师播放古代中国人修建万里长城（如图甲）、古埃及人修建金字塔（如图乙）的画面，播放现代机械表、点焊机器人的画面.
教师引导学生思考：中国人修建万里长城、古埃及人建金字塔时都利用了杠杆，这些杠杆有什么特点，又有什么作用呢？
学生积极讨论并发言：我猜它们可以省力.
师:大家先不要着急，等我们学完这节课后，你就知道了.
三、进行新课
杠杆的分类
1.杠杆的分类
教师实物演示：①用开瓶器开瓶盖；②用指甲钳剪指甲；③用羊角锤拔钉子；④用镊子夹砝码；⑤用筷子夹东西.
教师用多媒体展示其各自对应杠杆的示意图，引导学生对它们进行分类，并分析它们的动力臂与阻力臂的大小关系、动力和阻力的大小关系.
学生思考、讨论、交流，得出结论.
教师出示天平，引导学生分析得出天平的横梁属于杠杆，并画出天平杠杆的示意图.
教师提出问题：为什么当天平横梁平衡时m物=m码？
学生讨论、交流得出结论：是因为天平杠杆的特点是l左 =l右（等臂）.由杠杆平衡条件F左×l左=F右×l右知：G物=G码.（让学生进一步理解天平的工作原理）
[教师总结]天平是生活中常见的第三类杠杆——等臂杠杆，它的特点是：不省力也不省距离，l1=l2.
注意：生活中的其他质量工具虽然有的利用了杠杆原理，但却不是等臂杠杆，如杆秤和台秤，若把秤砣的重力作为动力，则它的横梁是一个省力杠杆.秤砣本身的质量一定小于砣面上标出的质量.
2.杠杆类型的判断方法
(1)根据力臂的大小关系判断:对于较复杂的杠杆,找出其五要素,然后比较力臂的大小关系.若动力臂大于阻力臂,则为省力杠杆,反之为费力杠杆.
(2)从使用目的和效果进行判断:一般阻力很大时,使用省力杠杆,如撬石块、剪铁皮等;为了使用方便要求省距离的,用的则是费力杠杆,如钓鱼竿、筷子等.
例题1 某学校劳动教育课堂上，四位同学利用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示.其中属于使用费力杠杆的是 ( )
3.杠杆的综合运用
(１)进行简单的计算①已知 Ｆ１ 、Ｌ１ 、Ｆ２ 、Ｌ２ 这４个量中的３个，便可求出第４个量.②若已知两个力的比值和一个力臂，则可计算出另一个力臂；若已知两个力臂的比值和一个力，则可计算出另一个力.(２)杠杆平衡及转动的判断①当 Ｆ１ Ｌ１ ＝Ｆ２ Ｌ２ 时，杠杆平衡，静止或匀速转动.②当 Ｆ１ Ｌ１>Ｆ２ Ｌ２ 时，杠杆沿Ｆ１的方向加速转动.③当 Ｆ１ Ｌ１L2，F1