八年級物理 探究杠桿的平衡條件 教學(xué)設(shè)計

1、八年級物理 探究杠桿的平衡條件 教學(xué)設(shè)計 姜海洋（北京市第八十中學(xué)，中教二級） 一、教學(xué)目標(biāo)與重難點 1教學(xué)目標(biāo) 知識與技能： （1）100%的學(xué)生能夠通過調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母使杠桿水平平衡，并能夠在杠桿兩側(cè)懸掛鉤碼使杠桿再次平衡。 （2）100%的學(xué)生能夠?qū)懗龈軛U的平衡條件。 （3）80%的學(xué)生能用杠桿的平衡條件完成有關(guān)計算。 過程與方法： （1）通過經(jīng)歷反復(fù)猜想與否定的過程，科學(xué)并客觀的認識現(xiàn)象背后的規(guī)律 （2）體會物理學(xué)實驗從提出問題，到猜想與假設(shè)，設(shè)計實驗、進行實驗并取得根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得結(jié)論的一般探究過程方法。 情感目標(biāo)： （1）通過觀察與猜想，激發(fā)求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象中的物理學(xué)道理。

2、 （2）經(jīng)歷實驗探究過程，感受物理學(xué)在研究問題過程中體現(xiàn)出的嚴謹、細致和科學(xué)。 2重點難點 教學(xué)重點：探究杠桿的平衡條件 教學(xué)難點：在支點同側(cè)的杠桿平衡條件的得出以及水平平衡的目的 3媒體應(yīng)用：杠桿、直尺、鉤碼、掛鉤 板書設(shè)計 第三章 第一節(jié) 力(一)一 杠桿的平衡態(tài)：靜止、勻速轉(zhuǎn)動 二 探究-杠桿的平衡條件 平衡條件：F1l1=F2l2 推論：動力和阻力在杠桿同側(cè)時，仍然滿足杠桿的平衡條件 杠桿水平平衡的目的：使力臂與杠桿刻度線重合。     二、教學(xué)過程（僅供參考） 教學(xué)環(huán)節(jié)及時間安排 教師 活動 學(xué)生 活動 設(shè)計 意圖    &

3、#160;  復(fù)習(xí) 引入         【要求】 完成學(xué)案上復(fù)習(xí)題。 【引入】 介紹阿基米德與他的名言。 【提問】 觀察器材并回答： 1杠桿的正面印有刻度，猜一猜它的單位是什么？ 2杠桿的背面有塑料柱，是做什么用的？ 3兩側(cè)的螺母又是做什么的？動一動試試看。它有點像我們之前學(xué)過的一個什么測量儀器？ 4你在調(diào)節(jié)天平時，怎么知道你已經(jīng)調(diào)平了？ 5那你如何知道你的杠桿調(diào)平了？ 【總結(jié)】 杠桿的調(diào)節(jié)方法和天平相同，想要讓杠桿往左側(cè)傾斜時，就向左旋轉(zhuǎn)平衡螺母。當(dāng)杠桿與刻度尺的刻度線平行時，杠桿就水平平衡

4、了。 【要求】動手調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡。 【實驗】 在杠桿左右第三格各掛一個鉤碼。 此時他處于什么狀態(tài)？ 除了靜止外，還有什么狀態(tài)可能也是杠桿的平衡態(tài)呢？ 【板書】杠桿的平衡態(tài)：靜止、勻速轉(zhuǎn)動。 【復(fù)習(xí)】 利用課前2分鐘，完成復(fù)習(xí)，回憶上節(jié)課所學(xué)杠桿內(nèi)容， 【了解】 聽老師介紹阿基米德的故事，關(guān)注阿基米德在杠桿上的發(fā)現(xiàn)。 【回答】 1觀察并發(fā)現(xiàn)刻度的單位是厘米。 2懸掛鉤碼 3回憶天平，認識杠桿平衡螺母 4觀察指針指向天平中刻線。 5結(jié)合天平，明白杠桿是通過觀察桿身與刻度線重合來確認平衡的。  進行調(diào)平  處于靜止?fàn)顟B(tài)，靜止是平衡態(tài)。 思考并猜測：勻速轉(zhuǎn)動是杠桿的平衡

5、態(tài)。 填寫學(xué)案  從歷史資料出發(fā)，激發(fā)學(xué)生興趣引發(fā)學(xué)生思考。 復(fù)習(xí)題的針對性設(shè)置為本節(jié)課內(nèi)容做鋪墊      引導(dǎo)學(xué)生使用之前學(xué)過的杠桿、平衡態(tài)、天平的調(diào)節(jié)等有關(guān)知識進行判斷，培養(yǎng)學(xué)生知識遷移的能力。            探究 杠桿 的 平衡 條件 【要求】 我們在實驗的過程中，都要讓它最終可以達到水平平衡。 【提問】 杠桿水平平衡的條件是什么？ 【要求】 把猜想的結(jié)果寫在學(xué)案上 【演示】 使l1l2的杠桿平衡 【提問】 再

6、次進行猜想 【演示】 使F1F2且l1l2的杠桿平衡。 杠桿平衡的條件，到底是什么？我們需要，做更多次的實驗來發(fā)現(xiàn)。 【設(shè)計實驗】 觀察學(xué)案上的實驗數(shù)據(jù)記錄表。 完成六次實驗，讓杠桿在水平位置平衡。有部分實驗中限定了條件，比如第一次實驗，要求F1和F2都是1N，在這次實驗中左右必須都掛幾個鉤碼？ 【要求】 按照學(xué)案上列出的步驟，進行實驗。 【展示、分析、再猜想】 展示同學(xué)的數(shù)據(jù)進行分析： F1/N l1/mF2/Nl2/m10.110.1注意數(shù)據(jù)是否對應(yīng)了表頭的單位 從這組數(shù)據(jù)，再猜杠桿平衡的條件么？ 【實驗結(jié)果評估】 通過這組數(shù)據(jù)，我們還不能完全肯定到底是哪種猜想更合理，因為實驗的次數(shù)太少。

7、請繼續(xù)完成實驗剩下的部分。 【展示、分析與論證】 我們來借用一組同學(xué)的完整實驗數(shù)據(jù)進行分析： F1/N l1/mF2/Nl2/m10.110.120.120.110.31.50.20.50.220.051.50.050.50.152.50.110.25當(dāng)F1 l1=F2 l2時，杠桿平衡 如果我們用文字的形式來描述杠桿的平衡條件，那么我們應(yīng)該這么寫：杠桿的平衡條件為：動力×動力臂=阻力×阻力臂。   【猜想】 杠桿平衡的條件可能是： F1=F2觀察老師演示實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)F1=F2，但l1l2時,杠桿無法在水平位置平衡,于是進一步猜測杠桿平衡的條件：F1=F2

8、，l1=l2。 觀察老師演示，發(fā)現(xiàn)該猜測仍然是錯誤的，引發(fā)進一步猜想。 觀察實驗數(shù)據(jù)記錄表 明確實驗?zāi)康?，了解控制變?注意實驗中的細節(jié)問題 進行實驗  交流討論實驗數(shù)據(jù)  針對實驗易錯內(nèi)容進行修改完善。 【猜想】 1F1 +l1=F2 +l22F1 l1=F2 l23 F1 -l1=F2 -l24F1/l1=F2/l2.【進行實驗】 在實驗的過程中，逐漸否定其他的猜想。確定杠桿的平衡條件。 鼓勵學(xué)生大膽猜想，并加以證偽排除，使學(xué)生經(jīng)歷提出猜想的過程，促進學(xué)生思考，在這一過程中也突出了交流的中要想，增加學(xué)生的團隊意識。     

9、60;令學(xué)生經(jīng)歷不斷否定自己猜想的過程，充分思考，啟發(fā)心智，并激發(fā)學(xué)生好奇心。    讓學(xué)生經(jīng)歷物理科學(xué)探究過程，體會物理學(xué)的科學(xué)性。通過表格中部分變量的控制，引發(fā)學(xué)生對如何能使杠桿平衡進行更深刻的思考。       補充 與 推論 【提問】 如果動力和阻力在杠桿的同側(cè)，是否還有相同的實驗結(jié)論？ 【要求】 并完成實驗。 教師行間巡視，提出測力計不能倒拉的問題。 【展示、分析與論證】 F1/N l1/mF2/Nl2/m10.10.50.2動力和阻力在杠桿同側(cè)時，仍然滿足杠桿的平衡條件。 【評估】 但是我們也

10、發(fā)現(xiàn)，有的同學(xué)的數(shù)據(jù)并不能滿足F1 l1=F2 l2，為什么？ 我們重點討論關(guān)于測力計方向的問題。    【要求】 完成實驗，分析斜拉測力計有什么不同。 【分析與論證】 填寫學(xué)案： 在實驗的過程中，我們通過讀取杠桿上的刻度來得到動力臂和阻力臂，但這僅限于真正的力臂與刻度線重合之時，若動力從豎直方向改為傾斜方向，動力臂與杠桿的刻度線不再重合，此時杠桿上的刻度不等于動力臂。 展示圖片，斜拉時，力臂變短，力變大，與實驗現(xiàn)象吻合。 【提問】 1讓杠桿處于水平平衡的目的是什么？ 2如果整個實驗中，杠桿都是斜著平衡會怎樣？ 思考老師提出的問題，嘗試將動力和阻力置于杠桿的同側(cè)進

11、行實驗。 【進行實驗】 使用鉤碼和測力計進行實驗，記錄數(shù)據(jù)在表格中 針對教師提出的修改意見及時尋找對策   【交流與討論】 1鉤碼存在誤差，不都等于50g2即便鉤碼是50g，如果使用了較多的鉤碼進行實驗，那么由于g約等于了10N/kg使得真實值和測量值之間存在較大的誤差 3測力計有誤差 4沒有豎直向上拉動測力計 【進行實驗】 分別豎直向上和斜拉測力計，比較兩次讀數(shù)的差別。 【得出結(jié)論】 理解斜拉時，力臂不與刻度重合，且力臂變短，對應(yīng)的力變大。   思考，并回答： 在水平平衡的杠桿上懸掛鉤碼，其力臂與杠桿刻度線重合，便于讀取力臂的大小。如果杠桿傾斜平衡，需

12、要用刻度尺去測量實際的力臂，比較麻煩。       給學(xué)生足夠的表現(xiàn)機會，鼓勵學(xué)生發(fā)表自己觀點，尤其是針對反常理的現(xiàn)象，勇于提出自己的不同見解，在得到教師的鼓勵后，增強自己的信心和學(xué)習(xí)物理的興趣。  練習(xí) 與 鞏固 【要求】 回歸主題，請你根據(jù)以下數(shù)據(jù)進行計算：阿基米德將杠桿組裝好，如圖所示，已知lAO=1m，G地球約等于6×1025N，阿基米德能施加的最大推力為F=600N，求lOB的長度 【講解】 使用比例計算，結(jié)果lOB的長度為1023m。 若要將地球撬動1m，阿基米德必須推著杠桿B端移動1023m。若阿基米

13、德全年無休以光速推動杠桿前進，需要一千萬年。 【作業(yè)】 請你于課下完成學(xué)案練習(xí)2和目標(biāo)檢測。 【練習(xí)】 根據(jù)杠桿平衡條件進行計算，得到lOB的長度為1023m。 在計算中發(fā)現(xiàn)并掌握比例式的運用方法     本節(jié)練習(xí)圍繞知識點展開，從回歸主題的撬動地球問題入手，鞏固計算，引出運用比例解決杠桿問題，到運用杠桿平衡條件判斷力的大小，為下一節(jié)課杠桿的分類和應(yīng)用做好鋪墊。  課堂 小結(jié) 【提問】本節(jié)課我們都有哪些收獲？最大收獲是什么？ 1知識：杠桿的平衡狀態(tài)；杠桿的平衡條件；動力、阻力在同側(cè)時仍滿足杠桿的平衡條件；杠桿水平平衡的目的。 2方法：探究實驗的

14、基本方法。 【討論、發(fā)言】 在教師的帶領(lǐng)下，共同總結(jié)出本節(jié)課的主要內(nèi)容。 帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)知識點，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的好習(xí)慣。 探究-杠桿的平衡條件教案班級姓名 一、復(fù)習(xí)1在力的作用下，能繞_轉(zhuǎn)動的_叫杠桿。這個點用字母_表示，從支點到動力作用線的距離叫做_，用_表示；從支點到阻力作用線的距離叫做_，用_表示。 2請你畫出圖中各力的力臂：二、杠桿的平衡條件1請你觀察演示，回答問題： 杠桿的平衡態(tài)：_和_。2猜想與假設(shè)：滿足什么條件時，杠桿會處于平衡態(tài)？你一共有三次機會，寫下你的猜想：（1）當(dāng)_時，杠桿會平衡。（2）當(dāng)_時，杠桿會平衡。3請你用實驗證明你的觀點：（1）所需儀器：_（2）實驗操

15、作與記錄： F1/Nl1/mF2/Nl2/m11 1 22 2 31 1.5 4 0.2 0.055    6    （3）實驗結(jié)論：當(dāng)_時，杠桿會平衡。用表達式來表示杠桿的平衡條件為：_（4）推論：動力和阻力如果都在支點的同側(cè)，杠桿的平衡條件是否成立？動手實驗并填寫表格。F1/Nl1/mF2/Nl2/m     （5）實驗反思：實驗的過程中，我們通過讀取杠桿上的刻度來得到_和

16、_，若動力從豎直方向改為傾斜方向，動力臂與杠桿的刻度線_。此時杠桿上的刻度_動力臂（填：“=”或“”）。 三、練習(xí)：1阿基米德將杠桿組裝好，如圖所示，已知lAO=1m，G地球約等于6×1025N，阿基米德能施加的最大推力為F=600N，求lOB的長度  2圖中為使杠桿平衡，分別沿如圖所示三個方向用力，其中最省力的是哪個？  5.2.2杠桿-練習(xí)專題 班級姓名 一、做圖與實驗： 1畫出下圖中各力的力臂 2在圖2中畫出杠桿平衡時作用在B點最小的力和這個力的力臂(0為支點) 二、選擇題 1在下圖所示的杠桿中，動力的力臂用l表示，圖中所畫力臂正確的是(

17、    )2.下列關(guān)于杠桿的說法正確的是：（    ） A.杠桿的支點一定在中間            B.杠桿不一定是直的  C.杠桿的動力和阻力方向一定相同     D.阻力臂就是支點到阻力作用點的距離 3.杠桿左右兩端分別掛有20N及30N的重物，杠桿在水平位置平衡若使兩端都減少5N，則 (  )A左端下沉 B右端下沉 C仍保持平衡   D以

18、上說法都不對 4處于平衡狀態(tài)的杠桿（    ） A一定是靜止不動 B一定足勻速轉(zhuǎn)動C一定是靜止在水平位置 D以上情況都有可能 5如圖4所示杠桿處于平衡狀態(tài)，A點分別作用的各力中，最小的力是：(    )三、計算題 1已知動力是15N，動力臂為2m，阻力臂為3m的一根杠桿，請問阻力為多大時杠桿平衡？ 2已知動力臂與阻力臂的比為3:1，請問動力與阻力的比是多少？ 3如圖所示杠桿，已知OA：OB為5:2，求F2 4列車上有出售食品的手推車如圖5所示，若貨物在車內(nèi)擺放均勻，當(dāng)前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可視為杠桿，支點是_ (寫出字母)；當(dāng)后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點是_，此時手推車可以視為_力杠桿。 5杠桿的平衡條