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11.1 杠杆 教学设计
课题 11.1 杠杆 单元 第十一章 机械与功 学科 物理 年级 8
教材内容分析 本节课的内容是教科版八年级下册第十一章的起始部分，主题为“机械与功”。课程的核心在于介绍杠杆这一基础概念，详细阐述其五要素，即支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，以及杠杆平衡的条件。此外，课程还会对杠杆进行分类，帮助学生理解不同类型的杠杆及其特点。杠杆作为一种基础的简单机械，不仅在后续的课程中，如滑轮、轮轴等其他简单机械的学习中扮演着重要角色，而且在我们的日常生活和工业生产中有着极其广泛的应用。通过本节课的学习，学生将能够深入理解各种机械的工作原理，并且能够将所学的物理知识应用到实际问题的解决中，从而培养出将理论知识转化为实践能力的技能。
2022新课标要求 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。经历探究杠杆平衡条件的过程，对杠杆平衡条件进行猜想与假设，设计出验证方案;对获得的信息进行处理，采用比较分析的方法科学分析相关数据，得出杠杆的平衡条件。能用杠杆的平衡条件解决简单的具体问题，能根据自己制订的分类原则对杠杆分类，感受杠杆在生活中的广泛应用，提高探究的乐趣。通过对杠杆的探究，让学生逐步学会透过现象认识事物本质的方法，体验科学探究的乐趣，激发学生学习物理的兴趣，培养学生认真、细致和实事求是的科学态度。
学习目标与核心素养 物理观念：1.理解杠杆的概念，知道杠杆的五要素，掌握杠杆的平衡条件；2.能区分省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，并了解其在生活中的应用。科学思维：1.通过对杠杆平衡条件的探究，培养学生归纳总结、分析推理的能力；2.学会用杠杆平衡条件解决简单的实际问题。科学探究：1.经历探究杠杆平衡条件的实验过程，学习科学探究的方法；2.培养学生提出问题、设计实验、进行实验、分析数据和得出结论的能力。科学态度与责任：1.培养学生认真、细致和实事求是的科学态度，激发学生学习物理的兴趣；2.让学生感受物理知识在生活中的广泛应用，增强学生将物理知识服务于生活的意识。
学情分析 八年级的学生们已经发展出了一定的观察力和分析能力，他们对日常生活中所遇到的简单机械拥有了一定的感性认识。然而，当涉及到杠杆的抽象概念以及平衡条件的理解时，他们可能会遇到一些挑战。在学习杠杆原理的过程中，学生们可能会发现难以精确地识别出杠杆的五个基本要素，特别是在确定力臂方面可能会感到困惑。除此之外，在进行探究实验时，学生们在分析实验数据以及进行归纳和总结方面的能力还需要进一步的提升。
重点 1.杠杆的概念、五要素；2.杠杆平衡条件的探究过程；3.杠杆的分类及特点。
难点 1.力臂的概念及画法；2.从实验数据中归纳总结出杠杆的平衡条件；3.运用杠杆平衡条件解决实际问题。
材料准备 带等分刻度的均质木尺、钩码、铁架台、弹簧测力计、多媒体课件。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 展示生活中常见的机械图片，如钳子、扳手、跷跷板等，引导学生观察并思考这些机械在工作时的共同特点 观察图片，思考问题，尝试找出这些机械的共同之处 从生活实例引入，激发学生的学习兴趣，引发学生的思考，为引出杠杆的概念做铺垫
讲授新课 一、杠杆的定义展示羊角锤、筷子、跷跷板等生活中常见的杠杆实例图片，引导学生观察其在工作时的状态。提出问题：“观察这些工具在使用时，有什么共同特征？”在学生回答后，总结并给出杠杆的定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。再次结合实例，如羊角锤绕与钉子接触点转动、筷子绕手指捏的点转动等，强化学生对定义的理解。二、杠杆的五要素拿出杠杆模型教具，向学生介绍杠杆的五要素：支点（杠杆绕着转动的固定点，用字母 O 表示）、动力（使杠杆转动的力，用 F 表示）、阻力（阻碍杠杆转动的力，用 F 表示）、动力臂（从支点到动力作用线的距离，用 L 表示）、阻力臂（从支点到阻力作用线的距离，用 L 表示）。以撬棒撬石头为例，在黑板上画出杠杆示意图，详细标注出五要素。让学生上台指出模型上或示意图中五要素的位置，进行互动。三、杠杆的平衡条件提出问题：“杠杆在什么条件下会处于平衡状态呢？” 引导学生进行猜想与假设。介绍探究杠杆平衡条件的实验器材，如带等分刻度的均质木尺、钩码、铁架台、弹簧测力计等，并说明各器材的作用。讲解实验步骤：1. 调平衡：把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，强调调节方法（杠杆哪端高，平衡螺母就向哪端调）及目的（使杠杆的重力作用线通过支点，避免杠杆自重对实验的影响）。2. 改变钩码和所挂位置：在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆水平平衡，记录动力 F 、阻力 F 、动力臂 l 、阻力臂 l 。3. 多次测量：改变阻力和阻力臂大小，相应调节动力和动力臂大小，重复实验，多次记录数据。4. 用弹簧测力计代替一侧钩码，进行实验并记录数据。组织学生分组进行实验，巡视各小组，指导实验操作，确保实验安全、顺利进行。引导学生对实验数据进行分析，思考动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的关系，总结得出杠杆平衡条件：动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂（F L = F L ）。四、杠杆的分类根据杠杆平衡条件 F L = F L ，讲解杠杆的分类：1. 省力杠杆：动力臂大于阻力臂（L >L ），平衡时动力小于阻力（F F ），动力作用点移动较小距离可使阻力作用点移动较大距离。展示镊子、钓鱼竿等实物或图片，讲解其费力但省距离的特点。3. 等臂杠杆：动力臂等于阻力臂（L = L ），平衡时动力等于阻力（F = F ），既不省力也不费力。展示天平、定滑轮等实物或图片，说明其工作原理。让学生列举生活中常见的各类杠杆实例，进行交流分享。 观察图片，思考并回答教师提出的问题，尝试描述这些工具的共同特点。认真倾听教师总结的杠杆定义，对照实例理解定义中的关键要素。观察杠杆模型和教师的演示，理解五要素的概念。认真观看教师标注五要素的过程，跟随教师思路思考。积极参与互动，上台指出五要素位置，检验自己的理解。思考教师提出的问题，大胆进行猜想和假设。认识实验器材，了解其用途。认真倾听实验步骤讲解，明确实验目的和操作要求。分组进行实验，小组成员分工合作，共同完成实验操作、数据记录和整理。对实验数据进行分析和讨论，尝试找出数据中的规律，总结杠杆平衡条件。认真听讲，理解杠杆分类的依据和各类杠杆的特点。观察实物或图片，分析其中杠杆的类型及工作原理。思考并列举生活中的杠杆实例，与同学交流分享，进一步加深对杠杆分类的理解。 从生活实例出发，引发学生兴趣，引导学生主动思考，培养观察和归纳能力，帮助学生直观理解杠杆的概念。通过实物模型和示意图，将抽象概念具体化，便于学生理解。互动环节能增强学生的参与感，及时发现并纠正理解偏差。通过问题引导，激发学生的探究欲望。实验过程培养学生的科学探究能力、团队合作精神和数据分析能力，让学生亲身经历知识的形成过程，加深对杠杆平衡条件的理解。通过实例分析和学生的自主列举，帮助学生掌握杠杆分类的方法，理解不同类型杠杆的特点和应用，提高学生将物理知识与生活实际相联系的能力。
课堂练习 1.如图所示，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（　　）。 A.扳手 B.羊角锤 C.镊子 D.老虎钳2.如图工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（　　）。A.省力且省距离 B.省力但费距离 C.费力且费距离 D.费力但省距离3.生活中有很多小妙招，如图甲所示，用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖，模型如图乙，它是以______为支点（选填“A”或“B”）的省力杠杆，手在______（选填“C”或“D”）点向下压时会更省力。4.小东设计了图甲、乙所示的两种推车。从使用时省力大小的角度分析，两种方案中较好的是__________方案（选填“甲”或“乙”）。从杠杆的类型分析，图甲中小车的实质是一个___________杠杆，图乙中小车的实质是一个___________杠杆（后两空选填“省力”、“费力”或“等臂”）。5.如图所示，轻质杠杆AOB以O为支点，AB=3OB，物体C重800N，底面积为，在杠杆A端与物体C的上表面中点用一根轻质硬棒连接。当在B端用50N的动力F竖直向上拉时，杠杆在水平位置平衡，该杠杆为______杠杆，此时物体C对水平地面的压强是______Pa。
课堂小结 在本节课结束之际，我们应当引导学生们回顾和巩固本节课所学习的核心知识点。首先，我们要确保学生们理解了杠杆的基本概念，即杠杆是一种简单的机械装置，它通过一个固定点，即支点，来实现力的转移和放大。接着，我们要让学生们回顾杠杆的五个基本要素，包括支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。这些要素是分析杠杆问题的基础。此外，我们还需要让学生们掌握杠杆的平衡条件，即动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，这是判断杠杆是否处于平衡状态的关键公式。在复习了杠杆的基本原理之后，我们还应该让学生们了解杠杆的不同分类，比如按照支点的位置可以分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。最后，我们要强调杠杆在日常生活和工业应用中的重要性，通过实例让学生们理解杠杆原理的实际应用，比如在撬动重物、使用剪刀、钳子等工具时杠杆原理的应用。通过这样的回顾和总结，学生们将能够更好地理解和记忆本节课所学的杠杆知识。
板书 杠杆1. 定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒2. 五要素：支点（O）、动力（F1）、阻力（F2）、动力臂（L1）、阻力臂（L2）3. 平衡条件：F1L1 = F2L24. 分类：（1）省力杠杆：L1>L2，F1F2（3）等臂杠杆：L1 = L2，F1 = F2
课外拓展/课外阅读内容 在完成课堂学习之后，老师布置了课后作业，要求学生们在日常生活中仔细观察并找出尽可能多的杠杆实例。学生们需要对这些实例进行分析，判断它们各自属于哪一种类型的杠杆，并且要能够解释其工作原理。此外，老师还推荐学生们阅读一些精选的科普文章，通过这些文章，学生们可以更深入地了解杠杆原理在古代文明中的应用，以及它如何在现代科技中发挥着重要作用。这项作业旨在帮助学生们将理论知识与实际生活相结合，从而更全面地理解杠杆这一简单机械的广泛应用和深远影响。
特色资源分析和技术手段说明 通过精心设计的多媒体课件，我们能够向学生展示杠杆的动态模型，利用动画演示力臂的画法，以及提供实验操作的视频资料，这些丰富的视觉材料有助于学生更加直观地掌握那些通常难以理解的抽象概念。此外，通过实物的展示，学生们可以更加清晰地观察到杠杆的结构细节以及其工作过程，从而加深对杠杆原理的理解。
教学反思 在进行教学活动的过程中，教师应当特别注重引导学生们积极地参与到课堂上的各种活动中，尤其是那些涉及实验和探究的环节。教师需要确保每一位学生都有机会参与到这些活动中来，从而有效地提升学生们动手操作的技能以及进行科学探究的能力。针对力臂这一概念及其绘制方法，可能会有一些学生感到理解上有难度，因此教师需要通过加强练习和提供个别化的指导来帮助这些学生克服困难。在讲解杠杆的不同分类时，教师可以鼓励学生们更多地参与讨论，并且让他们举例说明，这样不仅能够促进学生之间的互动，还能够帮助他们更深入地理解不同类型杠杆的独特特点和应用。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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