资源简介

11.1 探究：杠杆的平衡条件 2024 - 2025学年沪科版物理八年级全一册教学设计
教材 简析 本节内容是沪科版物理八年级全一册第十一章第一节的内容。杠杆是一种重要的简单机械，在生活和生产中有着广泛的应用。通过对杠杆的学习，学生可以了解简单机械的工作原理，为后续学习其他简单机械（如滑轮、斜面等）奠定基础。 教材首先通过生活中常见的撬石头、跷跷板等实例引入杠杆的概念，让学生从感性上认识杠杆。接着，详细介绍了杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，并通过示意图帮助学生理解。然后，安排了“探究杠杆的平衡条件”这一重要实验，让学生经历科学探究的过程，得出杠杆的平衡条件。最后，通过对杠杆平衡条件的应用，分析了省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点和应用。 本章的核心内容是简单机械的原理和应用，而杠杆的平衡条件是理解其他简单机械的关键。教材在编写上注重从生活实际出发，引导学生通过观察、实验等方式探究物理规律，培养学生的科学探究能力和实践能力。同时，教材还通过例题和练习题，让学生巩固所学知识，提高运用物理知识解决实际问题的能力。
课文内容对应课标学段要求 根据义务教育物理课程标准，在本学段的物理学习中，学生应达到以下要求： 1. 知识与技能方面 - 认识杠杆，能从常见的工具和简单机械中识别出杠杆。 - 理解杠杆的五要素，会画力臂。 - 经历探究杠杆平衡条件的过程，理解杠杆的平衡条件。 - 能根据杠杆的平衡条件对杠杆进行分类，并能举例说明省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆在生活中的应用。 2. 过程与方法方面 - 通过观察生活中的杠杆实例，培养学生的观察能力和分析问题的能力。 - 在探究杠杆平衡条件的实验中，让学生经历提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证等科学探究过程，培养学生的科学探究能力和实验操作能力。 - 通过对杠杆平衡条件的应用，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。 3. 情感态度与价值观方面 - 通过了解杠杆在生活和生产中的广泛应用，让学生认识到物理知识与生活实际的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。 - 在探究杠杆平衡条件的实验中，培养学生的合作精神和严谨的科学态度。
课文内容指向学习任务群 从知识体系上看，本节内容属于“力学中的简单机械”学习任务群。本单元的核心任务是让学生了解简单机械的原理和应用，而杠杆是简单机械的基础。 在学习过程中，学生需要完成以下学习任务： 1. 认识杠杆：通过观察生活中的杠杆实例，了解杠杆的定义和特点。 2. 理解杠杆的五要素：通过分析杠杆的工作过程，理解支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂的概念，并能准确找出杠杆的五要素。 3. 探究杠杆的平衡条件：设计并进行实验，收集实验数据，分析数据得出杠杆的平衡条件。 4. 应用杠杆的平衡条件：根据杠杆的平衡条件，对杠杆进行分类，并能分析生活中常见杠杆的特点和应用。 这些学习任务相互关联，层层递进。认识杠杆是基础，理解杠杆的五要素是关键，探究杠杆的平衡条件是核心，应用杠杆的平衡条件是目的。通过完成这些学习任务，学生可以系统地掌握杠杆的相关知识，提高解决实际问题的能力。
学情 分析 八年级的学生已经具备了一定的观察能力和实验操作能力，对生活中的一些简单机械有了初步的认识，但对于杠杆的概念和原理还缺乏深入的理解。在学习本节内容之前，学生已经学习了力、重力、摩擦力等知识，为学习杠杆的平衡条件奠定了一定的知识基础。 然而，杠杆的五要素（特别是力臂）和杠杆的平衡条件是比较抽象的概念，对于学生来说理解起来有一定的难度。此外，在探究杠杆平衡条件的实验中，学生可能会在实验设计、数据收集和分析等方面遇到困难。 因此，在教学过程中，应结合生活实际，通过大量的实例和实验，让学生直观地感受杠杆的特点和作用。同时，要注重引导学生进行思考和分析，帮助学生理解杠杆的五要素和平衡条件。在实验教学中，要给予学生充分的时间和指导，让学生亲身体验科学探究的过程，培养学生的实验操作能力和科学探究能力。
学习 目标 1. 物理观念 - 形成杠杆的物理观念，能准确识别生活中的杠杆，并能找出杠杆的支点、动力、阻力。 - 理解杠杆的五要素，能正确画出力臂。 - 掌握杠杆的平衡条件，并能运用杠杆的平衡条件解释生活中的杠杆现象和解决相关问题。 - 能根据杠杆的平衡条件对杠杆进行分类，了解省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点和应用。 2. 科学思维 - 通过观察、分析生活中的杠杆实例，培养学生的观察能力和逻辑思维能力。 - 在探究杠杆平衡条件的过程中，经历提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证等科学思维过程，培养学生的科学探究思维和创新思维能力。 - 学会运用控制变量法设计实验，分析实验数据，得出科学结论，提高学生的分析和解决问题的能力。 3. 科学探究 - 经历探究杠杆平衡条件的实验过程，学会正确使用杠杆、钩码等实验器材，掌握实验操作技能。 - 能够根据实验目的设计实验方案，收集和处理实验数据，分析实验结果，得出杠杆的平衡条件。 - 在实验过程中，培养学生的合作交流能力和团队精神，提高学生的实验探究能力。 4. 科学态度与责任 - 通过了解杠杆在生活和生产中的广泛应用，认识到物理知识对社会发展的重要作用，激发学生学习物理的兴趣和责任感。 - 在探究杠杆平衡条件的实验中，培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神，尊重实验数据和结果。
重难 点及 突破 策略 1. 重点 - 理解杠杆的五要素，特别是力臂的概念和画法。 - 探究杠杆的平衡条件，并能运用杠杆的平衡条件解决实际问题。 突破策略： - 对于杠杆的五要素，通过大量的生活实例和动画演示，让学生直观地感受杠杆的工作过程，从而理解支点、动力、阻力的概念。对于力臂的概念，结合几何知识，通过具体的例子，详细讲解力臂的定义和画法，让学生多进行练习，加深对力臂的理解。 - 在探究杠杆平衡条件的实验中，引导学生明确实验目的、实验原理和实验步骤。让学生亲自参与实验，收集实验数据，并通过小组讨论和分析，得出杠杆的平衡条件。同时，通过练习题和实际问题的分析，让学生巩固对杠杆平衡条件的理解和应用。 2. 难点 - 正确画出力臂。 - 理解杠杆平衡条件的探究过程和实验方法。 突破策略： - 对于画力臂的难点，采用分步教学的方法。首先，让学生明确力臂是支点到力的作用线的垂直距离；然后，通过具体的例子，详细讲解画力臂的步骤：先确定支点，再画出力的作用线，最后从支点向力的作用线作垂线。让学生多进行练习，并及时给予反馈和纠正。 - 对于理解杠杆平衡条件的探究过程和实验方法的难点，引导学生回顾之前学过的科学探究方法和控制变量法。在实验前，让学生讨论实验方案，明确实验中需要控制的变量和需要测量的物理量。在实验过程中，教师要加强指导，及时解决学生遇到的问题。实验结束后，组织学生对实验数据进行分析和讨论，引导学生得出正确的结论。
初案初案(备课过程体现“教—学—评”一体化理念) 二次备课
活动一：创设情境，引入新课 - 展示生活中撬石头、跷跷板、羊角锤拔钉子等图片，让学生观察这些工具的工作过程，思考它们有什么共同特点。 - 引导学生分析这些工具在工作时，都是在力的作用下绕着一个固定点转动，从而引出杠杆的概念：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。 - 让学生举例生活中还有哪些杠杆，进一步加深对杠杆概念的理解。 活动二：认识杠杆的五要素 - 以撬石头为例，详细讲解杠杆的五要素： - 支点（O）：杠杆绕着转动的固定点。 - 动力（F ）：使杠杆转动的力。 - 阻力（F ）：阻碍杠杆转动的力。 - 动力臂（l ）：从支点到动力作用线的垂直距离。 - 阻力臂（l ）：从支点到阻力作用线的垂直距离。 - 结合几何知识，通过画图的方式，向学生详细介绍力臂的画法：先确定支点，再画出力的作用线，最后从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂。 - 让学生练习找出一些杠杆的五要素，并画出力臂，教师巡视指导，及时纠正学生的错误。 活动三：探究杠杆的平衡条件 - 提出问题：当杠杆在动力和阻力的作用下处于静止或匀速转动状态时，我们说杠杆处于平衡状态。那么，杠杆在什么条件下才能平衡呢？ - 猜想假设：让学生根据生活经验和已有的知识，猜想杠杆的平衡可能与哪些因素有关。学生可能会猜想与动力、阻力、动力臂、阻力臂有关。 - 设计实验： - 介绍实验器材：杠杆、支架、钩码、弹簧测力计等。 - 讲解实验步骤： - 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是为了方便直接从杠杆上读出力臂的长度。 - 在杠杆的两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。记录动力F 、动力臂l 、阻力F 、阻力臂l 的数值。 - 改变钩码的数量和位置，重复做几次实验，记录多组实验数据。 - 强调实验过程中的注意事项：如杠杆要在水平位置平衡、钩码要挂在杠杆的刻度线上等。 - 进行实验：学生分组进行实验，按照实验步骤进行操作，收集实验数据，并将数据记录在表格中。教师巡视指导，确保学生实验操作的正确性和安全性。 - 分析论证： - 让学生对实验数据进行分析，思考动力、动力臂、阻力、阻力臂之间可能存在的关系。 - 引导学生通过计算动力与动力臂的乘积、阻力与阻力臂的乘积，比较它们的大小。 - 组织学生进行小组讨论，根据实验数据得出结论：杠杆的平衡条件是动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，即F l = F l 。 活动四：杠杆平衡条件的应用 - 讲解杠杆的分类：根据杠杆的平衡条件F l = F l ，当l ＞l 时，F ＜F ，此时杠杆为省力杠杆；当l ＜l 时，F ＞F ，此时杠杆为费力杠杆；当l = l 时，F = F ，此时杠杆为等臂杠杆。 - 举例说明省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆在生活中的应用： - 省力杠杆：如撬石头的撬棒、羊角锤拔钉子、钳子等，省力杠杆虽然省力，但费距离。 - 费力杠杆：如钓鱼竿、镊子、筷子等，费力杠杆虽然费力，但省距离。 - 等臂杠杆：如天平，等臂杠杆既不省力也不费力。 - 通过练习题，让学生判断一些杠杆是省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆，并分析其工作原理。 活动五：课堂小结 - 与学生一起回顾本节课所学的主要内容，包括杠杆的概念、杠杆的五要素、杠杆的平衡条件以及杠杆的分类和应用。 - 强调重点和难点知识，如力臂的画法和杠杆平衡条件的探究过程。 - 让学生谈谈自己在本节课中的收获和体会，提出存在的疑问，教师进行解答。 活动六：布置作业 - 必做：课本上相关的练习题，巩固所学知识。 - 选做：让学生寻找生活中更多的杠杆实例，分析它们的五要素和属于哪种类型的杠杆，并写成小报告。
板 书 设 计 11.1 探究：杠杆的平衡条件 一、杠杆的概念 在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。 二、杠杆的五要素 1. 支点（O）：杠杆绕着转动的固定点 2. 动力（F ）：使杠杆转动的力 3. 阻力（F ）：阻碍杠杆转动的力 4. 动力臂（l ）：从支点到动力作用线的垂直距离 5. 阻力臂（l ）：从支点到阻力作用线的垂直距离 三、杠杆的平衡条件 1. 杠杆平衡状态：静止或匀速转动 2. 平衡条件：动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，即F l = F l 四、杠杆的分类 1. 省力杠杆：l ＞l ，F ＜F ，省力费距离 2. 费力杠杆：l ＜l ，F ＞F ，费力省距离 3. 等臂杠杆：l = l ，F = F ，既不省力也不费力
课 后 反 思 亮点： - 在教学过程中，通过大量的生活实例引入杠杆的概念，让学生从熟悉的情境中感受物理知识，激发了学生的学习兴趣。 - 在探究杠杆平衡条件的实验中，让学生经历了完整的科学探究过程，培养了学生的科学探究能力和实验操作能力。同时，通过小组合作的方式进行实验，提高了学生的合作交流能力和团队精神。 - 在讲解杠杆的分类和应用时，结合生活中的实际例子，让学生更好地理解省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点和作用，认识到物理知识与生活实际的紧密联系。 不足： - 在讲解力臂的概念和画法时，部分学生理解起来仍有困难，虽然进行了大量的练习和指导，但仍有个别学生不能准确画出力臂。 - 在实验过程中，有些小组的学生操作不够熟练，导致实验时间过长，影响了教学进度。 - 在引导学生分析实验数据得出杠杆的平衡条件时，部分学生不能很好地理解数据之间的关系，需要教师更多的提示和引导。 改进措施： - 对于力臂的教学，在今后的教学中可以采用更多的直观教学方法，如动画演示、实物模型等，帮助学生更好地理解力臂的概念和画法。同时，增加更多的练习和反馈环节，及时纠正学生的错误。 - 在实验教学前，加强对实验器材的使用和实验操作步骤的讲解和示范，让学生提前熟悉实验过程。在实验过程中，加强巡视指导，及时解决学生遇到的问题，提高实验效率。 - 在引导学生分析实验数据时，采用更循序渐进的方式，逐步引导学生发现数据之间的规律，培养学生的数据分析能力和科学思维能力。

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