11.1杠杆 教学设计-2024-2025学年物理八年级下册教科版

《杠杆》教学设计 一、教学背景分析 （一）教材分析 本节是在《第 6 章 质量与密度》《第 7 章 力》和《第 8 章 运动和力》 的基础上，探讨转动物体的平衡状态、平衡条件。以生活中最简单的机械——杠 杆为起点，展开对杠杆平衡条件的探索及对杠杆进行分类，促成对简单机械的初 步认识，为后续学习定滑轮、动滑轮、滑轮组提供知识基础， 并深化学生的运动 观念和相互作用观念。 （二） 学情分析 这个阶段的学生已经具备了一定的观察、分析能力以及解决问题的能力， 也 有力、力的三要素和二力平衡等知识储备。学生对杠杆有一定的生活经验，但都 是比较浅的感性认识，缺少对杠杆内涵的深入思考。本节课需要教师结合真实的 情境引导学生观察、体验，从物理学角度建构杠杆的概念，以解决问题为导向， 驱动学生思考、分析、归纳，引领学生经历探寻和分析实验数据的过程，最后归 纳杠杆的平衡条件。 二、教学设计思路 通过生活中常见的一些简单工具抽象出杠杆的特征，引领学生体会杠杆模型 的建构，使学生对杠杆有初步的认识；让学生通过实验探究归纳杠杆的平衡条件； 从杠杆的平衡条件出发，讨论杠杆分类，体会模型建构和数理分析在物理研究过 程中的重要地位。 三、教学目标 【物理观念】知道简单机械，了解杠杆的相关概念，了解杠杆平衡的条件； 能分析生产生活中不同类型的杠杆，并运用杠杆原理解决有关的实际问题。 【科学思维】知道杠杆是一种理想模型；能运用杠杆知识分析简单问题，提 出自己的见解，并获得结论，培养科学推理能力；能解释如何根据实际需要选择 合适的杠杆，具有使用科学证据的意识。 【科学探究】基于观察和实验，能对杠杆平衡条件提出合理的猜想和假设； 有控制变量的意识，能制订初步的实验方案；能正确使用弹簧测力计测量动力和 阻力的大小；能收集、分析实验数据，发现数据的特点，进行初步的因果判断， 得出杠杆的平衡条件。 【科学态度与责任】知道杠杆在生产生活的广泛应用，体会物理学对人类生 活和社会发展的影响；在探究杠杆的平衡条件中感受实验的趣味，在探究和运用 的过程中具有严谨认真、实事求是的科学态度；了解我国古代对简单机械的应用， 体会我国古代在简单机械应用方面的成就，增强民族自豪感。 四、教学重难点 （一）教学重点 了解杠杆的构造，通过实验探究杠杆的平衡条件。 （二） 教学难点 找杠杆的力臂。 五、教学过程 （一）新课引入 教师利用自制杠杆，创设“小小头发丝吊起巨大水桶”的情境。 提出问题：观察并思考，你知道小小的头发丝借助直棒就能够提起一大桶水 的奥妙之处吗？ 设计意图：引发学生的认知冲突，激发学生学习兴趣，为新课教学做好铺垫。 （二） 新课教学 问题一：认识杠杆 教师引导学生观察或体验生活中的杠杆，比如用直棒撬动石块、用羊角锤拔 钉子、用筷子夹起物品等。 提出问题：（1）这些机械自身都具有哪些特点？（2）这些机械在工作时有 什么共同特点？ 活动 1 ：小组体验交流，发现这些机械都是在力的作用下绕固定支点转动， 且自身都是硬棒。 教师引导学生归纳总结出杠杆的定义和杠杆的三要素。 设计意图：结合学生熟悉的生活场景，通过主动观察、体验， 明确什么力使 杠杆转动以及什么力阻碍杠杆转动，并渗透对“压力”“支持力”的进一步理解， 区分“重力”和“压力”。另外，利用抽象模型的方法得出杠杆的概念，培养学 生抽象思维的发展。 提出问题：请尝试找出实例中的杠杆，判断出支点、动力和阻力。 活动 2 ：学生画出最简单的杠杆——撬棒示意图，标注其支点 O、动力 F1 和阻力 F2。 设计意图：检测和巩固学生对杠杆的认识，培养学生的模型建构能力，并了 解杠杆在生活中的广泛应用。 问题二：杠杆的平衡条件 教师引导学生利用“头发丝吊起水桶”的情境认识杠杆的平衡状态。 教师演示如图所示的实验，引导学生思考影响杠杆平衡的因素。 学生观察思考后得出，杠杆的平衡不仅与动力和阻力的大小有关，还与力的 作用点及力的方向有关。 提出问题：同时改变作用点和方向呢？还能保持原来的平衡状态吗？ 引导学生认识力的作用线，演示实验如图所示。使学生通过观察认识到，虽 然作用点和方向变了，但杠杆仍能平衡。 活动 3 ：学生通过观察和讨论，发现实验过程中有一个共同的量没变，这个 量就是支点到力的作用线的距离。 教师引导学生建立力臂的概念。 设计意图：力臂很抽象，学生不容易理解。为了让学生更直观地看到力臂的 变化影响杠杆的转动效果，自制教具，实现力臂的可视化教学。 教师以撬棒撬石头为例，抽象出杠杆模型，演示如何画力臂，总结力臂的作 图方法。 活动 4 ：学生练习画力臂并讨论交流。 设计意图：培养学生的物理观念，明确动力和阻力都作用在杠杆上，深化对 杠杆概念及要素的理解，为杠杆分类做好铺垫。 活动 5 ：探究杠杆的平衡条件。 提出问题：我们在讨论力对杠杆的作用效果时，只需要考虑力的大小和力臂 是如何影响杠杆的平衡的。结合熟悉的跷跷板游戏， 猜想杠杆平衡时力与力臂有 什么关系。 学生初步明确，要研究杠杆平衡，就要研究动力、阻力、动力臂、阻力臂的 关系，并设计实验记录表格。 提出问题：怎样才能获取这些数据？怎样记录动力、动力臂、阻力、阻力臂 的值？ 教师进行演示，引导学生分析力臂变化，使学生明确调节杠杆在水平位置平 衡更便于读取力臂，得出杠杆两端的两个螺母的作用。 学生体验调节杠杆在水平位置平衡的方法。 提出问题：如何改变力和力臂的大小？ 学生讨论得出：可以通过挂不同数量的钩码改变力的大小，通过改变钩码悬 挂位置或者改变弹簧测力计作用位置改变力臂，当杠杆恢复水平平衡时，读取并 记录数据。 学生设计不同的方案。 方案一：在杠杆左侧挂上几个钩码，同样在左侧用弹簧测力计竖直向上拉， 使杠杆重新在水平位置平衡，记录下多组实验数据。 方案二：在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，记 录下多组实验数据。 活动 6：学生分组进行实验探究，收集数据。 活动 7：讨论交流，分析数据。动力与阻力不同时，动力臂与阻力臂也不同， 但对应的力与力臂的乘积相等。 总结归纳得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。符号表示： F1L1 =F2L2。 设计意图：让学生体验科学探究的过程，培养学生设计实验的能力；经历分 析数据寻找定量关系的过程，知道个别数据存在问题的原因，寻找普遍规律，巩 固获取与处理信息的能力；理解多次测量的意义。 问题三：杠杆的分类 教师通过播放一些生活中使用杠杆的视频，展示对应的示意图，请学生分析 它们的动力臂与阻力臂的关系、动力与阻力的关系，引导学生对它们进行分类。 活动 8 ：学生通过讨论交流，得出有的杠杆省力，有的杠杆省距离。 杠杆分类： （1）省力杠杆（省力费距离），如用羊角锤拔钉子； （2）费力杠杆（费力省距离），如用镊子夹物品； （3）等臂杠杆（不省力也不省距离），如托盘天平。 多媒体展示：人的许多动作都是通过人体中精妙的杠杆来完成的。如图所示， 与右侧的机械手臂对比，人的骨骼和肌肉组成了什么样的杠杆？它的支点在哪里？ 找一找，人体中还有哪些杠杆？ 设计意图：引导学生认识生活中的三类杠杆，学会将实际问题抽象成物理问 题，进一步增强从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的能力。 活动 9 ：解释头发丝能吊起水桶的原因。 （三）课堂小结 学科网（北京）股份有限公司 $$