初中物理沪科版八年级全册第一节 科学探究：杠杆的平衡条件精品ppt课件

第十章  机械与人

本章是在前面学习过力学的基础上，研究杠杆、滑轮等简单机械，并进一步研究做功了吗、做功的快慢、机械效率及合理利用机械能.

通过本章学习，让学生能正确、合理使用杠杆、滑轮，以达到改变力的大小与方向的目的；知道机械功和功率概念的由来，并能从生活、生产中的实例说明机械功和功率的含义；还要能从实例中把做功的过程与能量转化的过程结合起来思考，尤其是机械能的转化与守恒的思想观念的确立.无论是概念还是规律，均要与生活、生产劳动实际结合起来去认识、理解和应用.

本章共分6节：

1.第一节“科学探究：杠杆的平衡条件”，在教学中不仅要使学生通过探究活动得到结论性、规律性的知识，而且要通过探究活动掌握初步的科学探究方法，其中重点要学习设计实验的表格，学习收集数据并用图像处理实验数据的方法，学习控制变量法，学习怎样提出科学的猜想.

2.第二节“滑轮及其应用”，本节讲述了定滑轮、动滑轮的概念、特点和实质，并进一步学习了滑轮组的特点和组装.本节也有一个重要的实验探究“比较定滑轮和动滑轮的特点”，这个实验探究让学生边思考边操作，自己摸索，学会安装滑轮，总结出两种滑轮的特点.

3.第三节“做功了吗”，让学生理解做功的两个必要因素，掌握功大小的计算，让学生初步了解力对物体做功可以改变物体的能量.

4.第四节“做功的快慢” ，首先通过熟悉的实例引导学生感受到做功的快慢问题，再用速度的概念类比得到功率的概念，结合速度的公式、单位，讲述功率的公式和单位，再通过例题帮助学生掌握功率的计算.

5.第五节“机械效率”，本节是在学习了功、功率的计算的基础上，引导学生理解有用功、额外功、总功的概念并掌握机械效率的计算，知道实际提高机械效率的方法.

6.第六节“合理利用机械能”，本节内容先讲述功能和能的关系，然后通过大量的实例让学生真实感受到功能，势能的存在，理解动能、势能的概念，明白动能，势能的大小与哪些因素有关.通过观察、分析实验现象，说明能量如何转化.让学生通过分析，自己得出动能、势能、弹性势能可以相互转化的结论.

【教学目标】

1.在知识与技能方面：

（1）认识杠杆，知道有关杠杆的几个概念，知道杠杆的平衡条件及杠杆的一些应用.

（2）认识定滑轮、动滑轮和滑轮组，并知道它们的作用，会根据要求使用和组装滑轮组，了解其他简单机械的一些应用.

（3）知道机械功和功率的概念.

（4）理解动能和势能的概念，能用实例说明物体的动能和势能以及它们的相互转化.

2.在过程与方法方面：

（1）经历探究杠杆平衡条件的过程，学习分析实验现象、寻找规律并从中归纳出实验结论.

（2）经历探究定滑轮，动滑轮特点的过程，进一步掌握用观察对比来研究问题的方法.

（3）利用生活经验的具体事例认识功、功率和机械能等.

（4）用控制变量法探究机械效率、动能、势能的各种相关因素.

3.在情感态度与价值观方面：

（1）通过观察分析生活中的简单机械，初步认识科学技术对人类社会发展的作用.

（2）引导学生积极主动参与探究活动，加强交流合作的意识.

（3）培养学生将科学应用于日常生活和社会实际的意识.

【教学重点】杠杆的平衡条件、做功的两个必要因素、理解机械效率、功率的概念和计算、影响动能和势能大小的因素、动能和势能的相互转化.

【教学难点】力臂的画法、滑轮组省力情况的判断与设计、影响机械效率的因素、功率的计算、能量的相互转化．

第一节  科学探究：杠杆的平衡条件

第1课时  认识杠杆、杠杆的平衡

【教学目标】

一、知识与技能

1.认识杠杆，了解关于杠杆的五要素（支点、动点、阻力、动力臂、阻力臂），能求作力臂.

2.理解杠杆的平衡条件，并会进行相关计算.

二、过程与方法

1.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.

2.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.

三、情感、态度与价值观

1.关心生活、生产中杠杆的应用.

2.培养学生探究合作交流和精神，以及在交流与讨论中所持的正确态度.

【教学重点】

杠杆的平衡条件，杠杆的结构.

【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、杠杆、钩码.

【教学课时】

1课时

【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.

【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？要找到答案，下面我们就来学习第一节第1课时“认识杠杆、杠杆的平衡”.

【课堂导学】

【预习指导】

阅读课本P184－P187页的文字内容和插图，在基本概念、定义、规定及规律上，用红笔做上记号，并完成学案中“课前预习”部分.各小组内部交流讨论，提出预习疑问.

【交流展示】

1.各小组代表举手发言，报告“课前预习”答案，教师评价订正.

2.学生质疑，教师指导释疑.

【拓展探究】

知识点1  认识杠杆

学生小组内部讨论交流，回答下列问题：

师1.观察教材图10－1 生活中的机械，说出它们有什么共同特征？

生：1.都受力的作用，都是硬棒，都有固定转动轴.

师生互动归纳：

在力的作用下，有绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆.

师2.观察分析课本图10－2 用棒撬动物体（a）（b），指出杠杆的五个要素及其含义？

生：2.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.

师生互动归纳

总结出力臂的画法：首先确定杠杆的支点，再确定力的作用线，然后画出从支点到力的作用线的垂线段，即为所求，垂足要落在力的作用线上，符号指明哪条线段是力臂.

可以将力臂的画法简洁记忆为：一找点（支点），二画线（力的作用线），三作垂线段（支点到力的作用线的垂线），四标明字母（用字母标出杠杆的五要素）.

知识点2  杠杆的平衡

（一）学生小组内部讨论交流，教师巡视指导，回答下列问题：

师1.什么是杠杆的平衡？

生：1.杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态都叫杠杆平衡.

师2.探究杠杆平衡条件的实验中，必须使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是什么？

生：2.①避免杠杆自重对实验的影响;②便于从杠杆上直接读出力臂.

师3.实验中要改变钩码的个数和悬挂位置，进行多次实验，这样做的好处是什么？

生：3.便于找到普遍规律，使结论更可靠，避免偶然性.

（二）学生分组实验，教师巡视指导，并针对性地点拨。多媒体展示：

（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，进行评估.

设计表格（供参考）

师：同学们能否找到一个规律来？

生：动力×动力臂＝阻力×阻力臂

师生互动归纳总结：

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：F1l1＝F2l2 ，这个关系式也可以写成下面的形式：F1/F2＝l2/l1 .它表明：当阻力与阻力臂一定时，所用的动力和动力臂成反比。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.

课堂小结

教师指导学生归纳总结本节课学到了什么.

1.杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕固定点转动，这根棒就叫杠杆.

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）.

3.杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2

课后作业

1.请同学们完成课本P189-P190页作业1、2、6.

2.请同学们完成本课时对应的练习.

教材习题解答（P189-P190）

1.略

2.不能  （a）图杠杆是平衡的，原因是两力的力和力臂的乘积相等，即2G×2l＝G×4l；（b）图中分别加挂一个等重的物体后，左侧的力和力臂的乘积为（2G+G物）×2l=2（2G+G物）l，右侧的力和力臂的乘积为（G+G物）×4l=4（G+G物）l，2（2G+G物）×l≠4（G+G物）l，所以杠杆不能平衡.

6.不平衡   右端   下沉

（一）认识杠杆

1.定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒.

2.杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂

（二）杠杆的平衡

1.平衡状态：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时（或绕支点匀速转动），我们就说此时杠杆处于平衡状态.

2.平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2.

1.这节有一个重点也是难点：找支点和作力臂，这里既牵扯到数学中点到直线的距离，又涉及到物理中力的作用点和力的示意图，学生感到非常困难.突破重难点的方法，通过实例演示，引导学生分析，提炼方法步骤：一（支）点二力和方向，延长力的作用线，过（支）点作垂线（段）.画力臂并比较力臂大小是下一课时杠杆分类的基础．一定要多练并让学生过关．

2.在杠杆的平衡条件的探究实验中，引导学生猜想杠杆的平衡条件可能与力臂的大小和力的大小有关，这样学生不至于盲目猜想，既调动了学生的积极性、主动性，同时又使学生进行合理的科学猜想，快速进入探究的课题．在分析数据时，教师既要放开主动权，又要参与引导，如提醒学生可以先把数据分开来考虑．把四个数据按物理量分成两组进行分析，接着把有特色的数据放在一起研究，最后把所有的数据统一起来，运用数学工具：加、减、乘、除等简单计算方法，讨论，寻找规律，形成科学的结论，这样不仅营造宽松环境，而且培养了学生敢想敢说的精神及分析概括问题的能力．