沪科版八年级全册第一节 科学探究：杠杆的平衡条件教学设计

第一节 科学探究：杠杆的平衡条件

一、教学目标

【知识与技能】

1. 通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取出共同的特征，并能在杠杆上确认动力、阻力、动力臂、阻力臂。
2. 能根据一定的标准对杠杆的使用、特点，以及作用效果进行分类。
3. 会应用杠杆平衡条件进行简单计算，解决有关问题。

【过程与方法】

1. 通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出实验方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆平衡条件。
2. 通过实验，观察了解杠杆的不同类型及特点。

【情感态度与价值观】

培养学生探索杠杆在日常生活中应用的兴趣，结合我过古代劳动人民的对杠杆的研究和应用事例的介绍，激发学生对祖国古代文明的自豪感，进而唤起他们对祖国的热爱。

二、重点

1．杠杆的定义、力臂的概念。

2．科学探究杠杆平衡条件及应用。

3．杠杆的分类。

三、难点

1．力臂的确定。

2．正确利用杠杆平衡条件进行简单的计算。

四、教具准备

剪刀、木棒、钩码、天平、酒瓶、起子、扳手、螺帽、钳子、大石头、小石头、探究杠杆平衡条件的实验装置。

五、教学方法

实验法、科学探究法、讨论法

六、学法指导

观察法、概括法、

七、板书

第九章   机械与人

第一节  科学探究：杠杆的平衡条件

1、              什么叫杠杆？

在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。

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.

3、杠杆的平衡条件：F1×L1＝F2×L2  或   F1／F2＝L2／L1

4、杠杆的分类：省力杠杆

费力杠杆

等臂杠杆

八、课时安排   1课时

九、教学过程

（一）引入新课

【教师】课前我已布置同学们预习本课内容，并准备一个杠杆带到课堂上展示，说出其特征及其在生活中的应用，下面请同学们踊跃上台展示、交流。

【学生】我带来的是开瓶盖的起子，现在我给大家表演如何用起子开瓶盖，起子在可开瓶盖的过程中，是在力的作用下绕着这个固定点转动的。

【学生】我带来的是扳手，扳手是用来旋螺母的，扳手也是在力的作用下绕着这个固定点转动的。

【学生】我带来的是剪刀，我发现在用剪刀剪指甲时，剪刀的两个刀片及柄也是在力的作用下绕着固定点转动的。

【学生】我带来的钳子，它在剪金属时，也是在力的作用下绕着固定点转动的。

【教师】下面请同学们观察天平，在调天平平衡时，天平的横梁是被支在刀口上的，横梁绕着刀上的支点转动。

以上展示的都是简单机械中的杠杆，它们有什么共同特点？

【学生】都是在力的作用下，绕着某一固定点转动。

【教师】是，你们归纳得很好，杠杆属于简单机械，从今天这节课起，我们就将学习第九章简单机械，这节我们就来探究杠杆及杠杆的平衡条件。

（二）进行新课

1．认识杠杆

【教师】什么叫杠杆？

【学生】在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。（板书）

【教师】在生活和生产中，我们还能举出哪些杠杆呢？

【学生】跷跷板、用硬棒撬东西时、手握笔写字时、用扫帚扫地时、

【教师】同学们非常认真的观察生活实际，举的例子都是正确的。

2.有关杠杆的几个要素：

【教师】请同学们看老师的演示实验：如课本中用一根硬棒和一个小石块撬大石块。

作图并介绍：

 ◆ 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.

3．杠杆的平衡：

【教师】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，

演示实验：

【教师】对杠杆平衡，同学们想出了什么问题？或者你门想知道什么？

【学生】想知道杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间有什么关系？

【学生】杠杆平衡的条件是什么？

【教师】你门的猜想是什么？

【学生】（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

（4）：动力÷动力臂=阻力÷阻力臂

【教师】你们准备如何制定计划与设计实验？

【学生】动力和动力臂的单位不同，不能相加减，所以（1）（2）两组是错的，我们对（3）（4）两组进行实验验证。

【教师】那现在就请同学们讨论实验：（实验原理图见教材）

【学生】在杠杆左右两边挂上不同数量的钩码，将右边的钩码重作为动力、左边的钩码重作为阻力，移动钩码位置让杠杆在水平位置平衡，动力臂、阻力臂可以直接从杠杆上的刻度读，改变钩码数目移动其挂钩的位置，使杠杆重新平衡，将数据填入下表：

【教师】（实验结束后）请同学们对实验数据进行分析，你能得出什么结论？

【学生】杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂

【学生】杠杆平衡时，动力／阻力=阻力臂／动力臂

【教师】由上面的实验探究，我们可以得出杠杆平衡条件的数学表达式：

F1×L1＝F2×L2  或   F1／F2＝L2／L1

【教师】下面请同学们对杠杆平衡条件进行评估。

4．杠杆的分类：

【教师】请同学们画出黑板上的几个图的动力、阻力、动力臂、阻力臂和支点。

在讨论的基础上，对杠杆进行分类：

【学生】进行总结：

省力杠杆（动力小于阻力，动力臂大于阻力臂）

费力杠杆（动力大于阻力，动力臂小于阻力臂）

等臂杠杆（动力等于阻力，动力臂等于阻力臂）

【学生】还可以分为：直棒杠杆、曲柄杠杆

【教师】（同学们很善于观察，能从不同的角度进行分析，很好。

【教师】我们人体中有哪些杠杆呢？

【学生】学生回答

5．我过古代的杠杆：

【教师】请同学们举出古代的劳动人民所用的杠杆：

【学生】古人进行称量的天平

【学生】古人捣谷用的舂

【学生】汲水用的桔槔

【教师】同学们说得很好，说明同学们认真阅读了，现在我们来总结一下本节课我们学到了什么？

（三）.小结与反馈：

【学生】1、什么是杠杆？

        2、杠杆的五要素：

3、杠杆的平衡条件：F1×L1＝F2×L2  或   F1／F2＝L2／L1

4、杠杆的分类：

（四）.练习与作业：

【教师】下面请同学们完成几个练习：

1．画力臂：

【教师】你能总结一下画力臂的一般步骤吗？

【学生】学生交流讨论后回答：

可按下述步骤画力臂：

（1）首先确定支点O．

（2）画好动力作用线及阻力作用线．画的时候可用虚线将力的作用线延长．

（3）再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂．

（4）最后用大括号勾出力臂，在旁边标上字母l1或l2，分别表示动力臂或阻力臂。

2、如图甲所示，杠杆OA处于平衡状态，在图中分别画出力F1和F2对支点O的力臂L1和L2。

3、如图所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是（   ）

A．三个杠杆都是省力杠杆   

B．三个杠杆都是费力杠杆

C．ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆

D．ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠

4．如图所示，AB为一根质量不计的细棒，用绳在Ｏ处吊起，当A、B两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡．若OA=0.8 m，OB=0.4 m，甲的质量为10 kg，则乙的质量为        kg．

5．下列工具中，属于省力杠杆的是　(    )

A．夹邮票用的镊子        B．理发师修剪头发用的剪刀

C．剪铁丝用的钢丝钳    D．钓鱼用的鱼竿

5．如图所示的杠杆中，动力的力臂用l表示，图中所画力臂正确的是（  ）

6、在如图所示的实验装置中：

  ①实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，应将杠杆右端螺母向_______(左或右)边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。

  ②实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？

(请设计两种方案)

  答：①_______________________________

      ②__________________________   __。

十、反思

1、在杠杆平衡条件学习之后，还要训练对杠杆平衡条件的简单计算。

2、在力杠杆平衡条件学习之后，还要训练杠杆平衡条件的应用。