2020年春上海科技版物理八年级下册第十章第1节科学探究：杠杆的平衡条件教案

第一节 科学探究：杠杆的平衡条件 设计说明 在讲杠杆时，首先通过生活中一些常见的杠杆的图示，让学生寻找它们的共同特征，引导他们用科学抽象的方法建立杠杆的概念。探究杠杆平衡的条件是本节的重点内容，也是学生实验的一个必做内容，需要教师在教学中引导学生通过实验探究杠杆平衡的条件。在讲杠杆的应用时，根据给出不同类的杠杆及杠杆的平衡条件，总结出3种杠杆运用的情况。对杠杆分类的目的不是让学生记住几类杠杆。而是通过本节的学习使学生知道“分类”是人们认识事物的一种科学方法，也是研究问题的需要。 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】 1.关心社会生产、生活，保持对自然现象的好奇心，并乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。 2.培养学生的团队意识，团结协作的精神。 3.培养学生探索杠杆在日常生活中应用的兴趣，结合我国古代劳动人民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。 重点难点 教学重点 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。 教学难点 1.力臂的确定。 2.正确利用杠杆平衡条件进行简单的计算。 教学方法 探究法：实验中要注意培养学生的科学态度和实事求是的精神，对通过实验得不出平衡条件的学生，要引导他们分析实验过程，找出错误所在或误差过大的原因。 教具、学具 羊角锤、铁架台、钩码、细绳、等分刻度的均质木尺、多媒体课件等。 授课时数 3课时 第一课时 认识杠杆和杠杆的平衡条件 教学过程 导入新课 多媒体展示：如图所示，古埃及人建造金字塔时利用简单机械搬动巨大石块，我国古代利用桔槔在井上汲水，在现代建筑工地上，人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动，让学生找出它们的共同特点。通过这些实例，有效地引起学生的注意，从而导入新课。 讲授新课 一、认识杠杆 观察下图中物体的工作特点，请学生回答。 学生交流讨论得出：（1）硬；（2）在力的作用下绕某一点转动。 演示：用长木板绕固定点转动撬一重物。 说明物体只要是硬的就行，跟形状无关。同时边说边板书课题。 1.定义：在物理学中，这种在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。 让学生再举一些杠杆的实例(如活塞式抽水机、跷跷板)以巩固对定义的理解。 2．杠杆的五要素。 支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母表示。 动力：使杠杆转动的力，用字母表示。 阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母表示。 那么要产生同样的效果，施加力的大小、方向是否一样呢？ 让学生按下图分别操作。 甲 乙 （1）分别按图甲三个位置沿图示方向向下施力使杠杆静止。 提问：三次施加力的大小是否一样？ 答：不一样(大小关系能回答出来)。 这说明要使杠杆保持这种状态，力的大小跟什么有关？ 学生可能会回答跟作用点和支点的远近有关，且距离越大，力越小。 （2）老师不加解释，再让学生按图乙所示施加力使杠杆保持静止，学生会发现虽然作用点相同，即作用点和支点的远近相等，但力的大小却不同，且，问：那跟什么有关呢？ 学生无法解释(必然产生强烈的求知欲)，这时出示课上练习纸让学生在图上画出过支点作沿、方向的直线的垂线段(这一点有些学生的准备知识可能不足，老师可先观察，若学生画得很好，老师就略画一下，若不行，老师就得详细示范给学生看)并标上、。 设问：、哪个大？哪个大？ 老师：解释要使杠杆保持静止状态，力的大小不是跟支点到力的作用点的距离有关，而是跟支点到刚才的直线的距离有关，我们把沿力的方向所画的直线叫力的作用线，过支点到力的作用线的距离叫力臂。 动力臂：从支点到动力作用线的距离，用字母表示。 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用字母表示。 老师：在黑板上画出工人撬动石头的示意图，并示范画出杠杆的五要素。 3．请同学们画出下图的力臂。 教师巡回指导，注意发现比较典型的错误，反馈点拨。 教师归纳总结：画力臂的步骤： （1）确定支点； （2）确定力的作用线； （3）过支点到力的作用线作垂线； （4）标垂足，定力臂。 三、探究：杠杆的平衡条件。 1.杠杆的平衡 我们把刚才杠杆所处的状态叫杠杆的平衡，所谓杠杆的平衡就是杠杆处于静止状态或匀速转动状态，那么要使杠杆平衡，需要满足哪些条件呢？ 2.演示实验：在一根轻质长木尺的两端分