初中人教版12.1 杠杆第1课时教案及反思

这是一份初中人教版12.1 杠杆第1课时教案及反思，共12页。教案主要包含了导入新课，进行新课，学以致用，课堂小结等内容，欢迎下载使用。

第1课时 杠杆的平衡条件
本节课的设计强调“从生活走向物理”，充分利用学生非常熟知的日常生活实例，让学生寻找它们的共同特征，引导他们用科学、抽象的方法建立杠杆的概念；再运用具体图例分析，明确有关杠杆的概念，理解杠杆的五要素；再通过探究实验，让学生寻找杠杆平衡时动力、阻力、动力臂、阻力臂之间的关系，总结出杠杆的平衡条件．
杠杆是最重要的一种简单机械，它也是滑轮轮轴等其他一些简单机械的基础．教材首先引导学生用科学、抽象的方法建立杠杆的概念，使学生对杠杆有初步的认识．通过学生运用杠杆的知识分析实际问题，让学生感到生活中处处有物理，物理有用也很有趣，充分体现“从物理走向生活”的理念．
学生经常会接触到剪刀、指甲钳、夹子、筷子等杠杆，但仅仅是会使用．深入地研究这些物体的特点，对学生来说有一定的难度，教师应适当引导．
知识与技能
1．认识杠杆，知道杠杆的几个概念，会确认并画出力臂；
2．知道杠杆平衡条件．
过程与方法
1．通过实验探究，得出杠杆的平衡条件．
2．通过对杠杆的研究，让学生逐步学会透过现象认识事物本质的方法，培养学生观察能力和用科学的方法解决问题的能力，培养交流与合作的能力和学习物理的兴趣．
情感、态度与价值观
1．通过从生活中的实例建立杠杆模型的过程，了解物理学中研究问题的方法．
2．通过探究杠杆的平衡条件，使学生勇于并乐于参与科学探究，增进交流与合作的意识，加强学生之间的相互协作精神．
重点：杠杆的归纳及杠杆的平衡条件．
难点： 动力臂、阻力臂的概念．
2课时(第1课时)
根据本课特点，采用直观教学、示范画图的教学方法、探究式教学法．在学习中充分发挥学生的主体能动作用，让每一位学生在讨论中发表自己的见解，学会与同学交流与合作．所以本节课用到的教学方法是：探究法，讨论法，讲授法．
刻度尺、铅笔、支架、细线、杠杆、钩码、弹簧测力计、多媒体课件等．
课前3分钟，学生自主阅读课本P76—P79内容，并用双色笔标出本节课的基本概念、定律和重点知识，物理课代表收集学生在预习过程中遇到的问题并准备在课堂上展示．
一、导入新课
投影图片：古希腊著名的科学家阿基米德发现杠杆的平衡原理后，怀着激动的心情写了一封信，把他这一重要发现报告给叙拉古国王希伦．他在信中说：“如果给我一个支点，一根足够长的硬棒，我就能撬动整个地球．”
杠杆为什么具有这么大的作用呢？本节课让我们一起来了解一下杠杆的相关知识．
(设计意图：情景设置，活跃课堂气氛，进一步激发学生的求知欲、探索欲．)
二、进行新课
(一)杠杆
1．认识杠杆
教师利用多媒体展示：
同学们使用过下列机械吗？回忆一下使用过程．
(1)剪刀、杆秤等发生了怎样的运动？
(2)它们在什么情况下才能这样运动？
(3)它们有什么相同之处？
学生思考交流，教师点拨：
在使用时这些机械都能绕一个固定点转动，都受到一个使其转动的力和一个阻碍它转动的力．
教师引导学生归纳概念．
根据杠杆的共同特点，请学生尝试归纳杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆．
教师强调：(1)“硬棒”的含义是在力的作用下，不发生或基本不发生形变；
(2)一根硬棒能成为杠杆，应具备两个条件：①要有力的作用；②能绕某固定点转动．两个条件缺一不可；
(3)杠杆可以是直的，也可以是弯的；可以是方的，也可以是圆的，即杠杆的形状是任意的，但必须是“硬”的；
(4)杠杆的支点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆上的其他位置．
杠杆在日常生活中应用比较广泛，生活中我们使用的许多工具都是杠杆的缩影．你能举出生活中哪些工具是杠杆吗？
学生认真思考举出例子．
2．杠杆的五要素
学生阅读教材“杠杆”部分，以教材中的撬棍为例，结合图片，自学杠杆的五要素，找出动力臂和阻力臂．
教师讲解杠杆的基本要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂．
(1)支点：杠杆绕着转动的固定点，用“O”表示；
(2)动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示；
(3)阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示；
(4)动力臂：从支点到动力作用线的距离，用“l1”表示；
(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用“l2”表示．
教师强调：不论动力还是阻力，杠杆都是受力物体，给杠杆作用力的物体都是施力物体．
3．力臂的画法
教师：要正确画出杠杆上各力的力臂，关键是要明确力臂的概念．
其步骤为：
(1)首先在杠杆的示意图上确定支点O；
(2)画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线延长；
(3)从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用虚线(或实线)表示并用大括号勾出，在旁边标上字母l1或l2，分别表示动力臂或阻力臂．
出示图片，学生试着画出杠杆的示意图，明确一个完整的示意图应包含着杠杆的五要素．
归纳总结：
杠杆的画法：一找点，二画线，三作垂线段．
(设计意图：用“接受式探究”的学习形式，培养学生获取信息的能力，以及对知识的理解能力．)
【对点训练】
请同学们画出拉力F1的力臂．
【答案】
(二)杠杆的平衡条件
探究实验：杠杆的平衡条件
【实验目的】探究杠杆的平衡条件
【猜想假设】杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间可能存在着怎样的关系呢？
引导点拨：为验证上述猜想，我们需要测量的物理量分别是动力、动力臂、阻力、阻力臂．
教师介绍实验器材：杠杆、支架、弹簧测力计、细线、质量相同的钩码若干．
【设计实验】
提出以下问题让学生思考并完成：
(1)为什么要调节杠杆在水平位置平衡？
(2)实验前，如何调节平衡螺母使其在水平方向平衡？
(3)实验应至少进行几组？
(4)若用弹簧测力计取代阻力钩码的位置，则拉力应满足什么方向？为什么？
(5)动力、阻力都在支点同侧，杠杆能平衡吗？如何操作？
学生充分思考后，发表见解，教师明确：
(1)杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心在支点上，力臂为零，自身的重力对杠杆平衡不产生影响；还可从杠杆所标刻度直接读出各力的力臂．
(2)调节杠杆两端的平衡螺母，按照“左偏(沉)右调，右偏(沉)左调”的原则．
(3)一次实验得出的结论具有偶然性，多次测量得出的结论才具有普遍性．
(4)拉力的方向应与原所挂钩码重力的方向一致．
(5)能平衡，动力与阻力的方向相反即可．
【进行实验】
实验步骤：
①调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡．
②在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡．
③把支点右边的钩码重力当作动力F1，支点左边的钩码重力当作阻力F2，量出动力臂l1和阻力臂l2，将各数值填入表格中．
④改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据.
【实验结论】分析表中数据，找出它们之间的关系，归纳得出结论．
杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，表达式为F1l1＝F2l2.
引导评估：以上实验过程是否合理？结论是否可靠？
教师利用多媒体出示课本例题：
【例题】据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量．测量时利用了一根长度为12 m的槽钢作为杠杆．如图所示，吊钩固定点O为支点．弹簧测力计示数F1为200 N．测得动力臂l1为6 m，阻力臂l2为4 cm.若不计槽钢和铁笼的质量，请估算大象的质量．(g取10 N/kg)
教师介绍解题技巧：
可以根据杠杆的平衡条件先求出大象的重力，再利用公式G＝mg变形求其质量．
学生规范解题过程：
解：由题意可知，弹簧测力计的拉力为动力F1＝200 N，动力臂l1＝6 m；阻力臂l2＝4 cm＝0.04 m，大象的重力等于阻力．
根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2得：
F2＝eq \f(F1l1,l2)＝eq \f(200 N×6 m,0.04 m)＝3×104 N，
大象的质量m＝eq \f(G,g)＝eq \f(F2,g)＝eq \f(3×104 N,10 N/kg)＝3×103 kg＝3 t.
(设计意图：让学生自主探究，合作交流，使学生掌握解决问题的策略，也培养了学生主体意识和团队精神．)
【对点训练】
如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G＝60 N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F＝________N；保持F的方向不变，将杠杆从位置A提到位置B的过程中，力F将________(填“变大”“变小”或“不变”)．
【答案】30 不变
三、学以致用
1．下列说法中错误的是( )
A．一根直的硬棒一定是杠杆
B．杠杆可以是直的、弯的或其他形状的
C．在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆
D．当力的作用线通过支点时，力臂大小为零
2．下列关于力F1力臂的作图中，正确的是( )
A B
C D
3．如图乙所示，某人用一根轻质木棒挑着重为120 N的物体站在水平地面上，木棒保持水平，棒AB长为1.2 m，重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8 m．则手在A端对木棒竖直向下的作用力大小为________N.
【答案】1.A 2.C 3.240
四、课堂小结
通过本节课的学习，你学到了什么？有什么成功的体会和经验？
1．从我们日常生产、生活现象出发，了解了杠杆的概念、杠杆的五个要素、杠杆的平衡条件．
2．能够指出支点、动力、阻力，会确定动力臂、阻力臂．
3．通过观察与实验探究杠杆的平衡条件，并能进行有关计算．
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
第1课时 杠杆的平衡条件
一、杠杆
1．杠杆的定义
2．杠杆的五要素
(1)支点O
(2)动力F1
(3)阻力F2
(4)动力臂l1
(5)阻力臂l2
二、杠杆的平衡条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
完成《红对勾·45分钟作业与单元评估》或《红对勾·练吧》的相关练习．
本节课从教材的整体结构来看，起到了承前启后的作用．作为力的应用——杠杆，它是一种简单机械，后面介绍的其他简单机械是由杠杆引出的，而复杂机械是由简单机械所组成的，因此把杠杆安排在这一节的位置既符合了由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性和系统性，讲解起来也容易被中学生接受．本节课的实验“探究杠杆的平衡条件”器材不复杂，过程操作很重要．本节课在学生进行实验探究前，重点对实验过程中的各环节的目的与要求做了详细的说明．这样才使学生的实验更规范，针对性更强，同时培养了学生的实验设计、实验操作和分析归纳的能力．
实验次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
2
3