9.1　杠杆(教学设计）-2024-2025学年北师大版八年级物理下册

9.1杠杆（教学设计)-2024-2025学年北师大版八年 级物理下册 一、核心素养目标 1.物理观念 (1)形成杠杆的概念，能识别生活中的杠杆，理解杠杆的五要素。 (2)掌握杠杆平衡条件，能运用杠杆平衡条件进行简单的计算和分析实际 问题。 (3)了解杠杆的分类，能根据实际需要选择合适的杠杆。 2.科学思维 (1)通过观察、分析生活中的杠杆实例，培养抽象思维和建模能力，将实 际问题转化为杠杆模型。 (2)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、分析论证等环节，培养科学探究能力和逻辑思维能力。 (3)通过对杠杆分类的学习，培养分类归纳的思维方法，能从不同角度对 杠杆进行分类和比较。 3.探究实践 (1)能够设计并完成探究杠杆平衡条件的实验，学会使用弹簧测力计、钩 码等实验器材，准确测量力和力臂。 (2)在实验过程中，培养动手操作能力、观察能力和数据处理能力，能正 确记录实验数据，并对数据进行分析和总结。 (3)通过制作简单的杠杆模型，加深对杠杆原理的理解，提高实践创新能 力。 4.态度责任 (1)在探究杠杆平衡条件的实验中，培养严谨的科学态度和实事求是的精 神，尊重实验数据和结果。 (2)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，增强学习物理的兴趣和责任感。 (3)在小组合作探究中，培养团队合作精神和交流沟通能力，学会倾听他 人的意见和建议。 二、教学重难点 1.教学重点 (1)理解杠杆的五要素，能准确画出杠杆的力臂。 (2)探究并掌握杠杆平衡条件，能用杠杆平衡条件解决实际问题。 (3)了解杠杆的分类，能根据实际情况选择合适的杠杆。 2.教学难点 (1)正确画出杠杆的力臂，尤其是力臂不在杠杆上的情况。 (2)探究杠杆平衡条件的实验设计和数据处理。 (3)运用杠杆平衡条件分析和解决复杂的实际问题。 三、教学准备 1.投影仪和电脑，用于展示杠杆的图片、视频和动画，增强学生的直观感 受。 2.杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台等实验器材，用于探究杠杆平衡条件 的实验。 3.羊角锤、钳子、镊子、天平、剪刀等实物，用于展示生活中的杠杆实例。 四、教学过程 (一)导入新课(5分钟) 1.创设情境 教师展示一张图片，图片中有一个人正在用羊角锤拔钉子。提问：“同学们， 在生活中我们经常会遇到像拔钉子这样需要省力的情况，大家观察图片中的人是 如何拔钉子的？” 学生观察图片后回答：“他用羊角锤来拔钉子。” 教师追问：“为什么用羊角锤就能比较轻松地把钉子拔出来呢？这其中蕴含 着什么物理原理呢？今天我们就一起来探究这个问题。” 2.提出问题 教师引导学生思考：“像羊角锤这样的工具在工作时具有什么共同的特点呢？ 它们是如何帮助我们省力的呢？” 让学生分组讨论，鼓励学生大胆提出自己的猜想和疑问。 (二)新课学习(25分钟) 1.杠杆的概念 (1)展示实例 教师展示羊角锤、钳子、镊子、天平、剪刀等实物，让学生观察这些工具在 工作时的状态。 (2)分析特点 引导学生分析这些工具在工作时的共同特点：它们都有一个固定的点，在力 的作用下能绕着这个固定点转动。 (3)得出概念 教师总结：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。这个固定点叫 做支点，使杠杆转动的力叫做动力，阻碍杠杆转动的力叫做阻力。 (4)举例说明 让学生举例生活中还有哪些杠杆，如撬棒、跷跷板、船桨等，并分析这些杠 杆的支点、动力和阻力。 2.杠杆的五要素 (1)讲解概念 教师详细讲解杠杆的五要素：支点(0)、动力(F1)、阻力(F2)、动力臂 (11)和阻力臂(12)。 动力臂是指从支点到动力作用线的距离，阻力臂是指从支点到阻力作用线的 距离。 (2)画图示范 教师在黑板上画出一个杠杆的示意图，标注出支点、动力、阻力，并详细示 范如何画出动力臂和阻力臂。 例如，以撬棒撬石头为例，先确定支点0，再画出动力F,和阻力F2的方 向，然后过支点0作动力作用线和阻力作用线的垂线，垂线段的长度就是动力臂 1,和阻力臂12。 (3)课堂练习 教师给出几个杠杆的示意图，让学生在练习本上画出它们的五要素，并请几 位同学到黑板上进行板演，教师进行点评和纠正。 练习1：画出用羊角锤拔钉子时杠杆的五要素。 练习2：画出用筷子夹菜时杠杆的五要素。 3.探究杠杆平衡条件 (1)提出问题 教师提出问题：“杠杆在什么条件下会处于平衡状态呢？动力、动力臂、阻 力、阻力臂之间存在着怎样的关系呢？” (2)猜想假设 让学生根据生活经验和已有的知识，对杠杆平衡条件进行猜想。学生可能会 提出以下猜想： 猜想1：动力等于阻力。 猜想2：动力臂等于阻力臂。 猜想3：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 (3)设计实验 教师引导学生设计实验方案，明确实验目的、实验器材、实验步骤和注意事 项。 实验目的：探究杠杆平衡时动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的关系。 实验器材：杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台等。 实验步骤： ①将杠杆安装在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置 平衡。 ②在杠杆的两侧分别挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆再次 在水平位置平衡。 ③记录动力F1、动力臂1，、阻力F2和阻力臂12的数值。 ④改变钩码的数量和位置，重复上述实验步骤，至少进行三次实验。 注意事项： ①实验前要调节杠杆在水平位置平衡，目的是使杠杆的自重不影响实验结 果，同时便于测量力臂。 ②挂钩码时要注意不能让钩码碰到杠杆或铁架台。 ③读取数据时要准确、及时。 (4)进行实验 学生分组进行实验，教师巡视指导，帮助学生解决实验中遇到的问题。 在实验过程中，学生要认真记录实验数据，并将数据填入表格中。 实验次数动力F,N动力臂11/cm动力×动力臂F,11N·cm阻力 F2N阻力臂12/cm阻力×阻力臂F212/N·cm 1 2 3 (5)分析论证 实验结束后，各小组对实验数据进行分析和处理，比较动力×动力臂和阻力 ×阻力臂的数值。 教师引导学生观察数据，发现规律：在杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力 ×阻力臂，即F111=F212。 (6)得出结论 教师总结：杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示 为F,11=F212。这个结论也被称为杠杆原理。 4.杠杆的分类 (1)引导思考 教师提出问题：“根据杠杆平衡条件F111=F21z,当动力臂和阻力臂 的大小关系不同时，杠杆的省力情况会怎样呢？” 让学生分组讨论，根据动力臂和阻力臂的大小关系对杠杆进行分类。 (2)分类讲解 教师总结学生的讨论结果，将杠杆分为三类：