12.1《杠杆》说课 2024-2025学年人教版物理八年级下册

杠杆 说课 1 目 录 CONTENTS 1 教学内容分析 2 学情分析 3 教学目标与教学重难点 4 教学过程 5 板书设计 2 PART 1 教学内容分析 3 1 教学内容分析 【教材内容分析】 《杠杆》是初中物理人教版八年级下册第十二章第一节的内容,是初中物理力学部分的最后一章。这一章的内容涉及前面所学的力与功的知识,需要学生分别从力的角度、功的角度认识简单机械,具有一定的综合性。本章所有内容都围绕着简单机械展开讨论,《杠杆》是学生学习简单机械的开篇,是学生首次较为完整地接触、研究机械,需要学生综合应用前面所学的知识,其中涉及的“省力费距离,省距离费力”等思想,也为下一节研究滑轮等机械作了铺垫,所以,本节具有重要的承上启下作用,是本章的重点内容之一。 4 1 教学内容分析 杠杆在日常生活中应用广泛,是一个简单又常见的重要机械,撬棍、老虎钳等是省力杠杆,而筷子、船桨等是费力杠杆,这些都是学生经常见到的生活物品。在教学中,可以从日常生活中的杠杆类工具引入,体会、认识什么是杠杆,抓住杠杆的本质特征,培养学生分析现象、主动获取知识的能力。 本节课的重点是探究杠杆的平衡条件,因此计划在教学中展开探究性实验,并在设计实验、进行实验、数据处理过程中给予学生创设参与的机会,让学生加深体验,培养学生的探究能力和思维能力。 5 PART 2 学情分析 6 学情分析 2 学生已经学习了力的一些基本概念和规律,以及这些力学知识在生产、生活中的应用。杠杆在生活中非常常见,学生对杠杆有感性的认识,在本节课上具备一定的知识准备。但学生对杠杆的认识往往停留在表面,具有一些片面、错误的前概念,如认为阻力的方向总与动力的方向相反等。 【知识层面】 【能力层面】 经历了半年物理学习的学生已初步形成了形象思维,对于学习新的模型有了一定的能力基础,但其综合概括能力仍然较差,难以从日常工具中抽象出杠杆模型,更难画出一些经过变形的杠杆的示意图。 7 PART 3 教学目标与重难点 8 3 教学目标与重难点 3 4 【教学目标】 (一)物理观念与知识 (二)科学思维与探究 (三)科学态度与责任 知道什么是杠杆,能从常见的工具中辨认出杠杆,知道费力杠杆、省力杠杆及其应用; 树立构建物理模型的观念,知道有关杠杆的名词术语,能在杠杆上找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂,能画出杠杆的力臂; 知道杠杆的平衡条件,能用杠杆平衡条件解决生活中的一些简单问题。 9 3 教学目标与重难点 3 4 【教学目标】 经历绘制杠杆示意图的过程,体会物理模型的建构过程与科学抽象的方法; 通过实验探究,自主对获得的实验数据进行处理,猜想、归纳出杠杆的平衡条件,进而得出杠杆的平衡条件。 (一)物理观念与知识 (二)科学思维与探究 (三)科学态度与责任 10 3 教学目标与重难点 3 4 【教学目标】 通过探究杠杆平衡条件的过程,培养学生实事求是的科学态度; 通过了解杠杆在实际生活中的应用,体会物理对社会进步作出的贡献,增强学生将物理知识应用于日常生活和社会中的意识,培养学生对物理的学习兴趣。 (一)物理观念与知识 (二)科学思维与探究 (三)科学态度与责任 11 3 教学目标与重难点 【教学重难点】 认识杠杆,通过实验探究得出杠杆的平衡条件。 力臂的概念,运用平衡条件解释生活中的杠杆。 教学重点 教学难点 12 PART 4 教学过程 13 教学过程 4 【教学思路】 【教法学法】 教法:实验法、讨论法、讲授法、探究式教学法 学法:实验探究法、合作学习法 第一课时: 第二课时: 14 教学过程 4 环节一 创设情境,引入新课 请班上的一名大力士上台徒手拔钉子,未能拔出。再请这名同学的同桌用羊角锤拔钉子,钉子被拔出。 提问:为什么大力士都没能拔出钉子,他的同桌就拔出来了呢?为什么借助了羊角锤这一工具就能拔出来呢?这其中蕴含着什么奥秘吗? 设计意图: 创设情境,激发学生思考,引起学生的学习兴趣,为后续杠杆的教学作铺垫。 15 教学过程 4 环节二 杠杆的定义及五要素 1. 杠杆的定义 【活动】请同学们利用桌上的机械完成以下工作,并观察用这些工具工作时有什么共同点。 用镊子夹起弹球 用直尺和橡皮翘起小石头 设计意图:让学生亲身体会杠杆,并在体验中尝试总结出杠杆的特点。 用剪刀剪纸 师生分析讨论后得出共同点:工具都是硬质地的,在力的作用下能绕着某一点转动。 16 教学过程 4 引入课题:像实验所用的镊子、直尺、剪刀一样,如果一根硬棒在力的作用下如果能绕着一固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。杠杆是生活中常见的最简单的机械。 引导学生说出杠杆的定义:能在力的作用下绕一固定点转动的硬棒。 组织学生列举生活中的杠杆,并投影展示图片,教师引导学生分析,找出每个杠杆中的硬棒、固定点。 17 教学过程 4 投影展示古人使用的杠杆。 汲水的秸秆 投石机 古埃及人建造金字塔时用的杠杆 设计意图:让学生认识到物理就在身边,体会杠杆为人类社会进步作出的巨大贡献。 18 教学过程 4 3. 杠杆的五要素 结合图片与课本,教师讲解并板书杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,示范画出杠杆的示意图及五要素。明确指出: 支点一定是固定点(或瞬间固定)且在杠杆上; 动力、阻力可以在支点的两侧,也可以在支点的同一侧; 动力和阻力使杠杆向相反的方向转动; 力臂的概念。 教师讲解什么是力的作用线(过力的作用点、沿力的方向的一条直线),明确告诉学生,力臂是支点到力的作用线的(垂直)距离,而不是支点到力的作用点的距离。 19 教学过程 4 【应用练习】尝试画出以下杠杆的力臂: 引导学生总结出画力臂的方法: 辨认杠杆 找出支点 作力的作用线 过支点作力的作用线的垂线 标出支点到垂足的距离,即为力臂。 设计意图:力臂的概念较为抽象,是本堂课教学的难点,教师需深入告诉学生什么是力臂,并通过练习加以巩固。 20 带领学生画出图示杠杆的示意图,找出杠杆的五要素: 教学过程 4 引导学生从杠杆的示意图中发现规律,并提问: ①动力、阻力的方向一定相反吗?(不一定) ②力臂一定在杠杆上吗?(不一定) ③若一力作用在杠杆上,作用点不变,但作用方向改变,力臂是否改变?(改变) 设计意图:通过具体实例,感受杠杆的共同特征(五要素),培养学生在具体实例中抽象出物理模型的能力。通过提问深化学生对动力、阻力、动力臂、阻力臂的认识。 教学过程 4 环节三 探究杠杆的平衡条件 1. 体验杠杆平衡 【学生自主实验】利用橡皮、直尺、小石头构建一个直尺的平衡状态,改变小石头放置的位置和数量,再次调节使直尺处于静止状态。 【实验结论】直尺是否处于平衡状态,不仅与放置物品的轻重有关,还和物品的位置有关。 2. 认识力臂的影响 引导学生通过生活体验提出猜想:推门时,推力作用的位置不同,作用的效果也不一样,越靠近门轴越费力。猜想:推动杠杆需要的动力可能与动力臂的长短有关,动力臂越长,需要的动力可能就越小。动力臂越短,需要的动力可能就越大。 22 教学过程 4 【学生自主实验】 利用钩码和一只弹簧测力计,先将弹簧测力计垂直于杠杆放置,待杠杆水平静止时,记录弹簧测力计的示数。再逐渐改变测力计与杠杆的角度,记录下杠杆水平静止时弹簧测力计的示数。 【实验结论】 影响杠杆水平静止状态的不止是力的大小,还有力臂的长短。力臂短,力大;力臂长,力小。 设计意图:通过实验,营造研究氛围,让学生对杠杆平衡、力臂对杠杆平衡的影响产生感性的认识。为后续的分组探究实验作铺垫。 教学过程 4 3. 探究实验:杠杆的平衡条件 介绍实验器材: 杠杆的平衡条件实验装置、钩码。 教师引导学生完成以下步骤: ①调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时保持水平静止或上下来回小幅度摆动,即可认为其达到平衡状态; ②在杠杆两端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; ③测出杠杆平衡时的动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2,并把F1、F2、l1、l2的数值填入下表; ④改变力和力臂的大小,再做几次实验。 24 教学过程 4 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 3 … 学生自主分析实验结果得出结论:力臂越长,需要的力越小;力臂越短,需要的力越大。二者之间很可能是反比关系。计算发现F1 l1几乎等于F2 l2。 师生共同总结得出杠杆的平衡条件(并板书):动力 动力臂=阻力 阻力臂,即F1 l1= F2 l2 25 教学过程 4 设计意图:进一步深化学生对杠杆的平衡条件的认识,并分析该探究实验的合理性。 教师补充说明杠杆的平衡条件: ①杠杆的平衡条件是力与力臂的乘积相等,不是力相等,也不是力臂相等; ②杠杆的平衡条件可以写成乘积形式,也可以写成比例形式; ③从比例形式可以看出,力与力臂成反比。如果杠杆的动力和阻力或动力臂和阻力臂呈同样倍数变化时,杠杆仍然平衡。 ④杠杆的平衡条件又称杠杆原理。 师生讨论: 杠杆有无重力?该实验中为何没考虑杠杆的重力?若此实验杠杆的支点不在中心,是否需要考虑杠杆的重力?(杠杆有重力。该实验中,杠杆自身的重力过支点,其力臂为零,对杠杆的平衡无影响,故不用考虑杠杆的重力。) 26 教学过程 4 【应用练习】新“曹冲称象”。根据杠杆原理可以巧妙地设计出称大象的体重的方法,请根据图中数据算出大象的体重。 27 教学过程 4 环节四 生活中的杠杆 根据杠杆原理,教师引导学生分析得出三种类型的杠杆(并板书): 省力杠杆: l1 > l2 F1 < F2 费力杠杆: l1 < l2 F1 > F2 等臂杠杆: l1 = l2 F1 = F2 教师指出:由于力和力臂是呈反比关系的,所以省力杠杆“费距离”,费力杠杆“省距离”,等臂杠杆既不省力也不省距离。不可能有杠杆“省力”的同时又“省距离”。 请学生列举生活中常见的省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。教师在学生举例的基础上,投影展示预先准备的省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆图片,并逐一画出杠杆的力臂。 28 教学过程 4 课堂练习:下列工具在正常使用的过程中,属于费力杠杆的有( BCE ) A.跷跷板 B.食品夹 C.剪发剪刀 D. 铁锹 E. 镊子 设计意图:通过分析力和力臂的反比关系,将杠杆分类。总结三种类型杠杆各自的特点及优缺点。让学生感受杠杆在生产、生活中的广泛应用,及其为人类带来的巨大便利。 教学过程 4 环节五 课堂小结 杠杆的定义与杠杆的五要素 杠杆的平衡条件,生活中的杠杆(省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆) 布置课后作业 30 PART 5 板书设计 31 教学过程 4 【板书设计】 第一课时: 32 教学过程 4 【板书设计】 第二课时: 33 请大家批评指正 34 $$