初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆教案设计

这是一份初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆教案设计，共18页。教案主要包含了课标分析，内容和地位分析，杠杆的平衡条件等内容，欢迎下载使用。

教材分析
一、课标分析
通过实验,认识杠杆。
二、内容和地位分析
“杠杆”一课,是八年级《物理》第十二章的第一节内容,是学生在比较熟练掌握力学相关知识后进行的,是对以往力学知识综合运用的体现,也是后面将要学习的滑轮知识的基础。
本节内容属于一级主题“运动和相互作用”下二级主题“机械运动和力”中2.2.6知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件,在跨学科实践中5.1.1能发现日常生活中与物理学有关的问题,提出解决方案。
学情分析
学生通过有关力的知识的学习,对力的知识、物体运动与力的关系、平衡概念等有比较深刻的认识;另外学生已学会了天平的调节,这些都为学习本节做好了铺垫。学生对力臂的概念容易依靠经验存在错误认知,因此,教师要设置出学生感兴趣的活动、布置合适的任务,鼓励学生积极地去观察、讨论、猜想、探究。
在整体的教学中通过实验和多媒体使用,以实验为基础、感性认识为依托,使学生利用已有知识解决新的问题,完成本节内容的学习。
教学目标
1.能识别出杠杆,并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,会画力臂。
2.能够从机械平衡的角度认识杠杆的平衡。
3.通过观察杆秤的实验,体验剪刀、瓶起子等工具的使用,发展归纳总结,提升建构物理模型的能力。
4.通过体验和实验,构建力臂的概念,发展科学推理和质疑创新的能力。
核心素养
1.在学习、探究、运用知识解释现象、解决问题的过程中,尊重事实,敢于质疑,勇于创新。
2.了解我国古代杆秤的使用原理,培养学生的文化自信,激发学生学习的热情。
重点难点
重点:探究杠杆的平衡条件。
难点:正确画出杠杆的力臂。
教学过程
续表

续表
续表
教学反思



第2课时 杠杆平衡条件的应用(1)
教材分析
一、课标分析
“杠杆”第2课时,是学生学习的第1节第1课时内容的延伸,在了解了杠杆的五要素,探究了杠杆平衡条件的基础上,引导学生会根据杠杆的平衡条件分析杠杆类别,分析比较在使用不同杠杆时的力、距离特点;结合杠杆的平衡条件引导学生会分析解决有关杠杆的问题,也是后面将要学习的滑轮知识的基础。
二、内容和地位分析
本节内容是在探究了杠杆平衡条件的基础上,进行杠杆分类及分析不同杠杆使用特点,分析实际生活中的杠杆的应用。在跨学科实践中5.1.1能发现日常生活中与物理学有关的问题,提出解决方案。
学情分析
学生通过“杠杆”第1课时内容,学习了杠杆的五要素知识,会正确画出动力臂和阻力臂,正确探究并理解杠杆的平衡条件等内容。对杠杆平衡条件的认识有了基础,在此基础上对生活中实际杠杆的应用进行分类,能比较顺畅地分析不同类杠杆的使用特点,通过设计问题引导,组织学生感兴趣的讨论活动,鼓励学生积极地去观察、讨论、猜想、探究。
教学目标
1.结合杠杆的平衡条件,会对杠杆进行分类。
2.正确认识各类杠杆的特点。
3.结合杠杆的平衡条件,了解杠杆的动力变化;会正确运用杠杆的平衡条件分析解决实际有关杠杆的问题。
4.在运用杠杆的平衡条件知识解释现象、解决问题的过程中,使学生善于结合物理知识,分析实际问题。
核心素养
通过杠杆的平衡条件分析使用不同杠杆的力的特点和距离的特点,让学生养成科学探究的态度,运用物理知识分析解决物理问题的科学思维,在经历分析运用的过程中培养学生的交流意识和社会责任。
重点难点
重点:结合杠杆的平衡条件,了解杠杆的动力变化。
难点:会正确运用杠杆的平衡条件分析解决实际有关杠杆的问题。
教学过程

续表
续表
教学反思



第3课时 杠杆平衡条件的应用(2)
教材分析
一、课标分析
“杠杆”第3课时,是学生学习的第1节第1、2课时内容的延伸,在杠杆平衡条件的基础上进行杠杆的分类,在分析杠杆使用过程中的变化等基础上,结合杠杆的平衡条件引导学生会分析解决有关杠杆的问题,分析实际生活中的杠杆的应用,也是后面要学习的滑轮知识的基础。
学情分析
学生通过“杠杆”第1、2课时内容,学习了杠杆的五要素知识,探究并理解杠杆的平衡条件,杠杆的分类及使用特点等内容。在对杠杆的平衡条件理解的基础上对生活中实际杠杆的应用进行分类,并能比较不同类杠杆的使用特点。通过典型例题示范,设计问题引导,组织学生思考讨论,积极地去分析、计算有关杠杆的问题。
教学目标
1.结合杠杆的平衡条件,正确分析杠杆使用中力、力臂的变化。
2.会正确运用杠杆的平衡条件分析、解决实际杠杆问题。
核心素养
1.结合杠杆的平衡条件探究,会正确分析杠杆力臂、力的关系,培养学生的交流意识、科学探究素养。
2.结合杠杆的平衡条件,分析解决杠杆实际应用问题,培养学生的科学思维能力。
重点难点
重点:结合杠杆的平衡条件,分析杠杆的动力变化和定量计算问题。
难点:会正确运用杠杆的平衡条件,分析、解决实际杠杆使用的综合问题。
教学过程
续表

续表
教学反思



教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节一:认识杠杆
【课前引入】介绍生活中的杠杆。
【教学过程】
1.引导学生看书,了解撬棒。
2.判断下列工具是不是杠杆,并说明理由。
3.教师指导,引导学生根据自学内容,对给出的事例进行分析。
4.引导学生分析这些杠杆的使用。
5.教师总结杠杆的概念并板书:能够在力的作用下绕着一个固定点转动的硬棒就是杠杆。
【自主完成】
1.自学课本第76页,认识杠杆的特点和杠杆的五要素。
2.根据杠杆的特点,自主判断所给工具是不是杠杆。
【小组合作】互相交流自己对于所给工具是不是杠杆的判断,对于有争议的问题进行讨论,确定小组最终交流结果,准备展示内容。
【交流展示】学生上台判断分析,展示工具的使用过程,说明该工具是不是杠杆。
1.撬棒是杠杆。以小石头为支点,在大石头和人给它施加的力的作用下可以转动。
2.跷跷板是杠杆。以支架与板接触处为支点,在两边的人给它施加的力的作用下可以转动。
3.剪刀是杠杆。以刀刃交叉处为支点,在人手和被剪的物体给它施加的力的作用下可以转动。
4.羊角锤是杠杆。以锤头与板面接触处为支点,在人和钉子给它施加的力的作用下可以转动。
5.核桃钳是杠杆。以顶端连接处为支点,在核桃和人给它施加的力的作用下可以转动。
6.镊子是杠杆。以其尾部连接处为支点,在人手和被夹物体给它施加的力的作用下可以转动。
认识杠杆。
结合生活实例认识杠杆。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节二:认识杠杆的五要素
1.教师指导学生回答问题过程中,引导学生理解杠杆的五要素。
2.引导学生理解力臂的含义。
3.指导学生学会找杠杆的支点、动力、阻力,并学会画动力臂和阻力臂。
4.教师总结杠杆的五要素。
(1)支点:杠杆可以绕其转动的点O。
(2)动力:使杠杆转动的力F1。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力F2。
(4)动力臂:从支点O 到动力F1作用线的距离l1。
(5)阻力臂:从支点O 到阻力F2作用线的距离l2。
5.教师引导学生画力臂,示范力臂的画法。
6.教师引导学生总结画力臂的步骤:首先找点,然后找线,最后画垂线段。
7.教师强调辨析:
(1)力的作用线:过作用点,沿力的方向作虚线。
【自主完成】
1.在撬棒图中标出五要素:支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。
2.结合撬棒理解支点和力的含义。
(1)支点:杠杆可以绕其转动的点(O)。
(2)动力:使杠杆转动的力F1。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力F2。
3.理解力臂的含义。
(1)动力臂:支点到动力作用线的距离l1。
(2)阻力臂:支点到阻力作用线的距离l2。
【交流展示】
1.画杠杆的力臂:学生展示,分析画力臂的方法。
2.理解力臂:从支点到力的作用线的距离。
3.总结力臂的画法:作垂线段。
【巩固练习】
1.练习画不同杠杆情境中的力臂。
突出力臂的概念,认识不同杠杆的五要素。
引导学生理解动力臂和阻力臂。
引导学生辨析:杠杆的力臂是“支点到力的作用线的距离”,不是“支点到作用点的距离”。
引导学生分析杠杆的五要素,会分析动力、动力臂和阻力、阻力臂。
引导学生会画力臂,作图训练。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节二:认识杠杆的五要素
(2)力臂:支点到作用线的垂直距离,不是支点到作用点的距离。
(3)未用三角板作图,导致力臂与力的作用线不垂直。
(4)将力的作用线画成实线。
8.教师设计问题,引导学生动手画图,巩固练习,当堂训练。
2.完成下图中各力的力臂。
教师强调作力臂的步骤,明确力臂是支点到力的作用线的垂线段。
环节三:探究杠杆的平衡条件
(一)问题引导
问题1:我们在探究二力平衡实验时,桌面上的小车有几种平衡状态?
问题2:转动的杠杆有几种平衡状态?
问题3:要想探究力与力臂的关系,我们有几种方法?
问题4:力臂如何测量?杠杆倾斜静止时能否直接用杠杆上的刻度尺测量力臂?
(二)小组合作:设计实验步骤。
引导学生小组一起设计实验步骤,并进行实验。
交流展示:展示实验过程,并进行详细的解释。
1.要让杠杆在水平位置平衡,可以方便测量力臂。
2.钩码的拉力是杠杆受到的动力和阻力。
小组合作探究杠杆的平衡条件实验。
1.交流分析,设计实验步骤。完成探究实验操作(如图):
(1)调节杠杆在水平位置平衡。
(2)在杠杆的两侧分别挂上钩码,移动两侧钩码的位置使杠杆重新平衡,记录两个力和力臂。
思考:正确测量力臂的方法。
(3)改变钩码的个数,再次让杠杆在水平位置平衡,记录力和力臂。
(4)将数据填入表中,分析F1、l1、F2、l2的数据关系。
(5)问题思考:在图甲中B点和图乙中C点分别挂弹簧测力计,示数各为多少?
探究杠杆的平衡条件实验。
引导学生经历探究过程。
进行实验操作,分析总结结论,得出杠杆的平衡条件,加强学生的
探究能力:
(1)提高动手操作能力。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节三:探究杠杆的平衡条件
3.在杠杆上挂上钩码,移动钩码的位置使杠杆重新平衡,记录此时的两个力和力臂。
4.改变钩码的个数,再次让杠杆在水平位置平衡,记录力和力臂。
5.实验结论:F1l1=F2l2。
例.如图所示,画出动力的力臂。若物体重 60 N,OA=40 cm,OB=30 cm,图中杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的拉力F是多大?
2.小组讨论分析数据,找出关系。
3.得出实验结论:F1l1=F2l2。
学生解答:
1.学生动手,画出杠杆的动力臂。
2.学生先独立思考,再动手解题:根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得,弹簧测力计的拉力F1=F2l2l1=60N×40cm30cm=80 N。
(2)提高实验设计能力。
(3)提高观察现象、分析数据能力。
(4)提高总结结论能力。
通过例题分析,引导学生确定杠杆的力臂;会运用杠杆的平衡条件正确分析、解决问题。
课堂练习
课堂8分钟
课堂小结
本节课你学到了什么?有哪些收获呢?
板书设计
第1节 杠杆
第1课时 杠杆及杠杆的平衡条件
一、杠杆:能够在力的作用下绕着一个固定点转动的硬棒就是杠杆。
二、杠杆的五要素
支点(O)
动力(F1)
阻力(F2)
动力臂(l1)
阻力臂(l2)
三、杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2。
作业布置
1.《七彩作业》第十二章第1节第1课时。
2.动手动脑学物理第2题。
3.结合杠杆知识,制作简易杆秤。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节一:知识回顾
1.杠杆的五要素,画杠杆的力臂。
2.杠杆的平衡条件内容。
问题思考:对比撬棒和钓鱼竿,运用杠杆的平衡条件分析力和力臂的大小关系。
如图所示,学生分析动力和阻力,并画出起子的动力臂和阻力臂。
复习巩固杠杆的五要素和杠杆的平衡条件。
环节二:杠杆的分类
1.请注意观察,赛艇的船桨在划水时,它的动力臂和阻力臂哪个更长?我们在使用时是省力还是费力了?
2.分析讨论:结合杠杆的平衡条件,判断下列杠杆是否省力,并说明理由。
教师引导学生从杠杆的分类来分析使用杠杆的力、距离等特点。
教师总结并板书:根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2判断杠杆的分类。
(1)省力杠杆:l1>l2,F1学生根据课本第79页“生活中的杠杆”,认识杠杆的使用特点,思考、回答老师的问题。
自己先独立思考,再分组讨论,根据杠杆的平衡条件分析不同类的杠杆使用的特点。
交流展示:学生判断分析原因,上台画图分析力臂关系,并结合杠杆的平衡条件解释判断,说明理由。
(1)剪铁丝的剪刀是省力杠杆,动力小于阻力。
(2)筷子是费力杠杆,动力大于阻力。
(3)人的前臂是费力杠杆,动力大于阻力。
(4)镊子是费力杠杆,动力大于阻力。
(5)托盘天平是等臂杠杆,动力等于阻力。
学生结合上述实例,分析三类杠杆的使用特点:
(1)剪铁丝的剪刀是省力杠杆,使用时省力但费距离。
结合生活实例,认识不同杠杆,并分析杠杆的使用特点。
引导学生辨析:
(1)比较杠杆的动力臂与阻力臂大小的关系。
(2)分析动力与阻力的大小。
(3)判断属于哪类杠杆。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节二:杠杆的分类
(2)费力杠杆:l1F2;特点:费力但省距离。
(3)等臂杠杆:l1=l2,F1=F2;特点:不省力也不费力,不省距离也不费距离。
(2)筷子、人的前臂、镊子都是费力杠杆,使用时费力但省距离。
(3)托盘天平是等臂杠杆,使用时不省力也不费力,不省距离也不费距离。
引导学生结合杠杆的平衡条件,正确分析不同杠杆的使用特点。
环节三:杠杆的动力变化
1.教师结合图示,提问:动力大小如何变化?
2.教师总结:根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2进行分析。
例1.如图所示,杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动,OB=2BA,在B点悬挂一个10 N的重物G,在A点施加竖直向上的动力F1使杠杆OBA水平平衡(杠杆重力及摩擦均忽略不计)。则:
(1)竖直提升过程中,动力F1如何变化: 。
(2)将F1转动到F1'的过程中,动力如何变化: 。
学生小组交流杠杆的动力变化:
1.学生先画图分析杠杆的五要素:支点O、动力F1、阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2。
2.学生讨论并画图展示动力臂如何变化,动力如何变化。
(1)动力F1竖直向上,在向上提升时,阻力F2一定,l1与l2比值不变,F1大小不变。
(2)动力转动到F1'时,在提升物体的过程中,OB与G一定,l1变小,F1变大。
引导学生结合杠杆的平衡条件分析动力、动力臂和阻力、阻力臂的变化。
引导学生分析动力的变化:
(1)阻力一定,动力臂和阻力臂的比值不变——动力不变。
(2)阻力与阻力臂一定,动力臂变小——动力变大。
环节四:分析最小动力
1.引导学生根据杠杆的平衡条件,分析杠杆中的动力臂最大时,动力最小。
2.指导学生会找杠杆的最小动力。
例2.利用撬棒撬石头过程中,如何使动力最小,画图分析。
学生讨论并动手画图:如图所示,使动力臂沿杆长时最大,动力最小。
2.学生上台画图展示,分析画力臂的方法。
(1)最大动力臂:从支点到动力作用点的距离。
根据具体实例,锻炼学生运用杠杆的平衡条件进行具体分析的能力。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节四:分析最小动力
教师强调,根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2判断:
(1)F2l2一定时,动力臂l1最大时,动力F1最小。
(2)支点到动力作用点的距离为最大动力臂,此时动力最小。
3.教师强调:
(1)力臂:支点到作用线的垂直距离,不是支点到作用点的距离。
(2)设计问题,引导学生动手画图,巩固练习。
(2)总结最大动力臂的画法:作支点与动力作用点的连线。
(3)易错点:最大力臂就是沿着杆长。
3.练习:分析使用羊角锤时的最小动力。
学生讨论并得出结果,画出相应的最大动力臂。
练习画最大动力臂,分析最小动力的情况。
随堂练习
课堂8分钟
课堂小结
本节课你学到了什么?有哪些收获呢?
板书设计
第1节 杠杆
第2课时 杠杆平衡条件的应用(1)
一、杠杆的分类
1.当l1>l2,F12.当l1F2时,为费力杠杆。
3.当l1=l2,F1=F2时,为等臂杠杆。
二、找最小动力
作业布置
1.《七彩作业》第十二章第1节第2课时。
2.动手动脑学物理第1题、第3题。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节一:知识回顾
1.利用杠杆的平衡条件分析力和力臂的大小关系。
2.结合杠杆的平衡条件,分析计算杠杆使用的实际综合问题。
3.问题:判断下列杠杆哪些是省力的,哪些是费力的,并说明理由。
教师指导:知道判断省力杠杆、费力杠杆的依据,比较动力臂和阻力臂的大小关系。
课堂复习,引导学生复习上节杠杆分类的内容,并独立思考,判断杠杆的使用特点:
1.独轮车是省力杠杆,动力臂大于阻力臂。
2.瓶起子是省力杠杆,动力臂大于阻力臂。
3.筷子是费力杠杆,阻力臂大于动力臂。
4.核桃钳是省力杠杆,动力臂大于阻力臂。
5.羊角锤是省力杠杆,动力臂大于阻力臂。
6.杆秤是省力杠杆,动力臂大于阻力臂。
结合杠杆的平衡条件,分析生活实例中的杠杆使用特点,辨别杠杆的种类。
引导学生辨析杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系,从而分析动力与阻力的大小。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节二:杠杆的基本计算
例1.晚饭后,妈妈带着小涛和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板,如图所示。
(1)图中的转轴相当于杠杆的 ,妈妈和妹妹的总重力比小涛的重力大,跷跷板水平平衡时,小涛比妈妈离转轴 (选填“远”或“近”)。
(2)若妈妈放下怀抱中的妹妹(妈妈的位置不变),为了保持跷跷板水平平衡,小涛应适当 (选填“远离”或“靠近”)转轴。
教师指导:利用杠杆的平衡条件F1l1=F2l2分析。
1.在学生讨论过程中,引导学生根据杠杆的平衡条件展开分析的思路。
2.帮助学生分析使用杠杆的力、距离的变化。
引导学生分析讨论:如图所示,根据杠杆的五要素可知,转轴相当于支点;根据杠杆的平衡条件可知,小涛一侧的力小,故需要力臂大,离转轴远些。放下怀抱中的妹妹后妈妈所在一侧的力变小,故小涛应靠近支点。
引导学生,锻炼学生会分析杠杆的五要素,会分析动力、动力臂和阻力、阻力臂的变化。
环节三:杠杆的动力变化
例2.如图甲所示,AB为轻质杠杆,AC为轻质硬棒且与力传感器相连。图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图象,则物体M的质量大小为 g。
【指导调控】
1.在学生回答问题的过程中,引导学生理解杠杆中力臂的变化,力的变化及定量计算。
2.指导学生会根据杠杆的平衡条件,分析动力、阻力、动力臂和阻力臂的计算问题。
引导学生独立思考:结合杠杆的平衡条件,分析动力和阻力大小及变化并进行计算。
学生结合杠杆的平衡条件练习分析力的大小及计算问题。引导学生进行课堂例题分析,加强动脑思考,动手落实,正确解题。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节四:杠杆结合压强、浮力的综合计算
例3.如图所示,用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来,把质量为0.3 kg的物体A用细线悬挂在杠杆的C处;质量为0.5 kg的物体B(物体B不溶于水)用细线悬挂在杠杆的D处。当物体B浸没于水中静止时,杠杆恰好在水平位置平衡,此时C、D到O点的距离分别为20 cm、30 cm。(g取10 N/kg)求:
(1)物体A的重力。
(2)细线对物体B的拉力。
教师:综合考虑浮力和杠杆问题,引导学生。
(1)画图进行受力分析,找出动力大小。
(2)结合杠杆的平衡条件,分析动力和阻力大小。
(3)巩固练习,拓展训练,提高学生综合分析能力。
学生课堂练习,加强解题训练。学生独立思考,动手解题,并上台展示。
培养学生综合思维能力和灵活运用能力。
课堂练习
课堂8分钟
课堂小结
本节课你学到了什么?有哪些收获呢?
板书设计
第1节 杠杆
第3课时 杠杆平衡条件的应用(2)
一、杠杆力的变化:根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2进行分析。
二、杠杆最小动力:当连接支点和动力作用点为动力臂时,动力臂最大,动力最小
三、例题分析(见投影)。
作业布置
1.《七彩作业》第十二章第1节第3课时。
2.动手动脑学物理第4题。