物理杠杆教学设计

这是一份物理杠杆教学设计，共6页。教案主要包含了素养目标，知识要求，教学重难点，迷津指点等内容，欢迎下载使用。
【素养目标】
【知识要求】
1.知道什么是杠杆，能从常见工具中辨认出杠杆。
2.能够辨认出杠杆的支点、动力、阻力，会确定动力臂和阻力臂。
3.通过实验探究，理解杠杆的平衡条件。
【教学重难点】
1.力臂的概念和画法。
2.杠杆的平衡条件。
教学准备
多媒体、杠杆、钩码若干、弹簧测力计、铁架台等
教学过程
导入新课
思考：假如有一块大石头挡道。我们用手搬不动，手边只有一根木棒，你们有没有办法将它搬走呢？
《史记·荆轲列传》中记载了有关我们的祖先在建造咸阳宫时利用木棒搬动巨大木料的情景。你能讲出其中的道理吗？
新课讲解
一、杠杆
让学生观察相关图片，思考：这三个用具有什么共同特点？
（1）都是硬棒（软的不行，直的、弯的都可以）。
（2）工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的。
（3）除固定不动的点外，还要受到两个力的作用（一个能使它转动，另一个阻碍它转动）。
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（O）：杠杆绕着转动的固定点
动力（F1）：使杠杆转动的力
阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力
动力臂（l1）：从支点到动力作用线的距离
阻力臂（l2）：从支点到阻力作用线的距离
教师提问：如何能正确地找出力臂？
总结归纳：一找支点，二画线（力的作用线），三定距离（力臂的长），四标符号。
注意：力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上；而支点、动力和阻力的作用点一定在杠杆上。
二、杠杆的平衡条件
杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力作用下静止（或匀速转动）时，我们就说杠杆平衡了。杠杆平衡时，杠杆不一定处于水平位置。
实验：学生分组完成课本“实验”。
实验结论：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2。
教师提问：（1）实验时，为什么要使杠杆在水平位置平衡？（2）两边的钩码数尽量不要相同，为什么？（3）用弹簧测力计代替钩码时，斜拉杠杆，会发现弹簧测力计的示数如何变化？
小组讨论并回答：
（1）实验时要使杠杆在水平位置平衡，为的是：
①排除杠杆的自重对实验结果的影响；
②使力臂在杠杆上，便于直接测量力臂。
（2）要改变钩码的个数和所挂位置，进行多组实验，避免偶然因素的影响，使实验结论具有普遍性。
（3）由于弹簧测力计斜拉时，力臂减小，所用的力就要增大。
例题讲解：
【例2】如下图所示，可绕O点转动的轻质杠杆的D点挂一个重力为G的物体M，用一个弹簧测力计依次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是（ ）
A.F1＜F2＜F3＜GB.F1＞F2＞F3＞G
C.F1＝F2＝F3＝GD.F1＞F2＝F3＝G
【解析】设拉力的力臂为l，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时，G×OD＝F×l，由此可得F＝G×ODl，因为G、OD不变，并且F1、F2、F3的力臂都为圆的半径，故F1＝F2＝F3＝G。
【答案】C
【迷津指点】利用杠杆平衡条件分析，当阻力和阻力臂不变时，如果动力臂不变，只改变动力的方向，则动力的大小不变。
板书设计
第1节 杠 杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
杠杆及其平衡条件杠杆定义五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2
教学反思
杠杆是一种重要的简单机械，在人们日常的生产和生活中有着广泛的应用。这部分知识也是学习滑轮、轮轴等其他一些简单机械的基础。大部分学生对生活中的杠杆比较熟悉，但对杠杆的“五要素”及杠杆的平衡条件还不清楚。通过本节课的学习，可以让学生对杠杆的认知从感性经验上升为理性认识。另外，让学生亲自经历探究杠杆平衡条件的全过程，有利于培养学生科学探究的能力。
第2课时 杠杆的分类与应用
【素养目标】
【知识要求】
1.知道杠杆的种类及三种杠杆的特点。
2.能用杠杆平衡条件进行计算。
【教学重难点】
1.杠杆的种类及特点。
2.对杠杆平衡条件的应用。
教学准备
筷子、镊子、多媒体课件等
教学过程
导入新课
古埃及人建造金字塔时利用简单机械搬动巨大的石块；我国古代利用桔槔汲水；在现代建筑工地上，人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动。这些都是生活中常见的杠杆，它们有什么特点？又有什么作用呢？
新课讲解
一、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、动力与阻力的大小关系。
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，并画出其示意图。
教师提问：为什么天平横梁水平平衡时m物＝m码？
学生讨论、交流得出结论：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。
例题讲解：
【例1】下列工具属于费力杠杆的是（）
A.羊角锤B.筷子
C.起瓶器 D.钢丝钳
【解析】羊角锤、起瓶器、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
【答案】B
二、杠杆的综合运用
教师引导学生回忆杠杆平衡条件的公式，并通过适当的例题让学生理解杠杆的综合运用，并做一些巩固提升的练习题。
例题讲解：
【例2】人体内也存在杠杆。人踮脚这一动作是靠腓肠肌收缩完成的，骨骼和腓肠肌的状况如右图所示。若某人重500N，AO＝2BO，则双脚同时踮起时，每只脚的腓肠肌的作用力是 N。
【解析】本题考查人体结构中的杠杆。O点为支点，BO为阻力臂，AO为动力臂。由于人是双脚同时踮起，则每只脚需要承担250N的重力，由于AO＝2BO，由杠杆平衡条件可得F×AO＝12G×BO，即F＝14G＝125N。
【答案】125
板书设计
第2课时 杠杆的分类与应用
杠杆的分
类与应用省力杠杆特点：动力臂大于阻力臂好处：省力费力杠杆特点：动力臂小于阻力臂好处：省距离等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力也不费力
教学反思
杠杆在生活中有很多应用，在对杠杆进行分类时，教师可以举学生生活中熟悉的三种类型杠杆，如钢丝钳、筷子、天平，画出它们的示意图，并让学生指出这三种杠杆的支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
教学过程中学生可能会说省力杠杆是最好的杠杆，费力杠杆不好，教师可以通过分析钓鱼竿、缝纫机踏板、筷子等，让学生知道费力杠杆费了力却省了距离，使工作方便，而省力杠杆虽然省了力但费了距离等。
杠杆的分类
特点
实例
省力杠杆
省力，但费距离。l1大于l2
①用开瓶器开瓶盖
②用指甲钳剪指甲
③用羊角锤拔钉子
费力杠杆
省距离，但费力。l1小于l2
④用镊子夹砝码
⑤用筷子夹菜