人教版初中物理八年級下冊課時(shí)41 第十二章簡單機(jī)械 第1節(jié)杠桿（一） 教案

第十二章第一節(jié)杠桿（第一課時(shí)）廣州市花都區(qū)新雅街鏡湖學(xué)校劉慧琳課題：《杠桿》（第一課時(shí)）課型：新授課學(xué)知識的延續(xù)，也是學(xué)習(xí)滑輪和輪軸等簡單機(jī)械的基礎(chǔ)。

二、學(xué)情分析：具有一定的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，能自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成簡單的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

三、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、認(rèn)識杠桿，知道杠桿是一種簡單機(jī)械。2、知道杠桿的五要素：支點(diǎn)、動力、動力臂、阻力、阻力臂。3、通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證杠桿的平衡條件。四、教學(xué)重難點(diǎn)：1、引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證杠桿的平衡條件。2、理解力臂的概念。五、教學(xué)策略：啟發(fā)式教學(xué)法、發(fā)現(xiàn)法、實(shí)驗(yàn)探究法六、教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動備注引入：認(rèn)明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。道杠桿的五要素教師自制一個(gè)蹺蹺1-2cm木條、鐵架臺），準(zhǔn)備兩個(gè)質(zhì)量相差較大的水果分別放在蹺蹺板的兩邊（橘子和大蘋果），使它在水平位置處于靜止?fàn)顟B(tài)。教師：我們今天的學(xué)習(xí)目標(biāo)是：1、認(rèn)識杠桿，知道杠桿是一種簡單機(jī)械。2、知道杠桿的五要素：支點(diǎn)、動力、動力臂、阻力、阻力臂。用數(shù)顯測力計(jì)可以更準(zhǔn)確測量出兩個(gè)水果所受的重力。3、通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證杠桿的平衡條件。第1頁共11頁教師：當(dāng)我們玩蹺蹺板、用筷子夾菜、用剪刀剪紙、用天平稱量時(shí)，我們就在使用杠桿了。杠桿是最簡單的機(jī)械之一。用水果蹺蹺板引出杠桿的概念。觀察發(fā)現(xiàn)使杠桿平衡的兩個(gè)力的大小是不一樣的。教師：首先給大家介紹一個(gè)器材，它叫可推拉數(shù)顯測力計(jì)，

可以測出掛鉤處受到的拉力或壓力的大小。我們用數(shù)顯測力計(jì)測的一個(gè)橘子的重力0.952N。

測得一個(gè)蘋果的重力是2.095N。注意：一根硬棒不是杠桿。只有在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒，此時(shí)才是杠桿。我們把這兩個(gè)水果分別放到自制的蹺蹺板兩側(cè)，

移動水果的位置，使得蹺蹺板在水平位置保持靜止第2頁共11頁引導(dǎo)學(xué)生思考得到，要使杠桿能順時(shí)針轉(zhuǎn)動，可以給杠桿施加不同方向我們可以看到蘋果和橘子到中間這個(gè)點(diǎn)的距離是不一樣的。兩個(gè)水果對蹺蹺板施加的力的大小也不一樣。一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，此時(shí)這根硬棒就是杠桿?；顒右唬阂晃煌瑢W(xué)來回答一下，蹺蹺板是順時(shí)針轉(zhuǎn)動還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動？學(xué)生：蹺蹺板會順時(shí)針轉(zhuǎn)動建構(gòu)思維：學(xué)會看力的示意圖，在腦海中構(gòu)建杠桿的轉(zhuǎn)動情況。第3頁共11頁根據(jù)力的示意圖，想到要讓杠桿靜止，需要給杠桿一個(gè)力，使它轉(zhuǎn)動方向與已有的力的轉(zhuǎn)動方向相反。F表會順時(shí)針轉(zhuǎn)動呢？學(xué)生：不是的；我們還可以怎么做，讓蹺蹺板順時(shí)針轉(zhuǎn)動？轉(zhuǎn)動,而且這個(gè)力不一定要垂直于翹翹板?；顒佣航處煟耗敲船F(xiàn)在請大家在腦海里想象一下，如果現(xiàn)在我給杠桿左側(cè)的力是向下的，蹺蹺板會怎么轉(zhuǎn)動？因?yàn)獒槍E蹺板這個(gè)情景，沒有固定區(qū)分哪個(gè)是阻力哪個(gè)是動力，所以這里先用F1F2表示，后面提出具體工作場景時(shí)再給學(xué)生這個(gè)名稱。學(xué)生：蹺蹺板會逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。教師：我們來實(shí)驗(yàn)一下。易錯(cuò)點(diǎn)：學(xué)生覺得嗯，蹺蹺板的確逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，看來同學(xué)們已經(jīng)能初步根據(jù)力的示意圖在腦海里想象出杠桿的轉(zhuǎn)動情況了。力臂是畫出來的線段?；顒尤鹤屲E蹺板保持靜止假如現(xiàn)在蹺蹺板只有右邊受到手的壓力，我們怎么施加力，可以讓蹺蹺板保持靜止呢？第4頁共11頁活動四目的：學(xué)生發(fā)現(xiàn)力的三要素影響杠桿的平衡，從而引出阿基米德提出的杠桿平衡條件。我們來聽一下同學(xué)們的答案，許：我們在左邊是加向下的力，

還有其他方法嗎？林：我們也可以在右邊施加一個(gè)向上的力

無論是向上的力還是向下的力，我們都能讓杠桿受力而逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，從而讓它保持靜止。杠桿的平衡狀態(tài)：當(dāng)杠桿在力的作用下能夠保持靜止，我們就說杠桿平衡了。我們把杠桿可繞其轉(zhuǎn)動的點(diǎn)稱作支點(diǎn)，記為把其中一個(gè)使杠桿轉(zhuǎn)動的力記為F11讓杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動）

那么我們就把另一個(gè)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動的力記為F2。每個(gè)力都會對應(yīng)一個(gè)力臂，我們通過一個(gè)視頻看一下力臂的概念。這里力臂指的是這段距離的長度。

杠桿平衡的條件：通過前面的活動，我們認(rèn)識到杠桿保持平衡需滿足的第一個(gè)條件是：作用在杠桿上的兩個(gè)力，其中一個(gè)力能讓杠桿繞支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動，另一個(gè)力能讓杠桿繞支點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。

活動四：通過前面的實(shí)驗(yàn)我們知道杠桿的平衡和力的方向有關(guān)，而力有三要素，第5頁共11頁那么杠桿的平衡跟力的大小、力的作用點(diǎn)有沒有關(guān)系呢？驗(yàn)證杠教師：古希臘科學(xué)家阿基米德從杠桿實(shí)際應(yīng)用得到的公理出發(fā)，運(yùn)用幾桿的平衡和力臂的大小關(guān)系滿足：F1L1=FL2。這節(jié)課，我們將一起做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證杠桿平衡條件是否成立，給大家看一下我們實(shí)驗(yàn)室用的杠桿。我們實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證力和力臂的關(guān)系，那我們就必須先學(xué)會找到一個(gè)力及其對應(yīng)的力臂。我們先一起來做一道課堂練習(xí)吧。課堂練習(xí)：如圖所示甲、乙兩套裝置，提前告知學(xué)生讓杠桿刻度尺每格為1cm，鉤碼每個(gè)重0.5N，用細(xì)繩在杠桿左端掛一個(gè)鉤杠桿在水平位置碼，右端掛兩個(gè)鉤碼，兩套裝置都處于靜止?fàn)顟B(tài)。上保持平衡，學(xué)生不易想到這一的答案學(xué)生：我認(rèn)為不平衡，因?yàn)楦軛U左邊低右邊高。教師：那我們回憶一下，什么情況下杠桿是處于平衡狀態(tài)？學(xué)生：靜止?fàn)顟B(tài)。桿是否平衡？學(xué)生：平衡了。因?yàn)楦軛U靜止。教師：你回答得很對，杠桿靜止，所以它是平衡狀態(tài)。調(diào)節(jié)衡量平衡的方法需要引導(dǎo)學(xué)生回憶，復(fù)習(xí)一次。用提問學(xué)生第6頁共11頁的方法，讓學(xué)生回憶并說出調(diào)節(jié)方法。F1對應(yīng)的力臂L12對應(yīng)的力臂2；我們來看一下這位同學(xué)的作圖過程（播放視頻）教師：力臂畫得很不錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)學(xué)不過我這里有個(gè)疑問，支點(diǎn)到力的作用線的垂線段是力臂嗎？生得設(shè)計(jì)再完不對。力臂是指支點(diǎn)到力的作用線的垂線段的距離，是用尺子去量出具體的長度，比如多少多少厘米，這才是力臂！而不是指畫出來的線段。這一點(diǎn)同學(xué)們一定要注意。數(shù)據(jù)記錄這里為了實(shí)驗(yàn)記錄的方便，用cm為單第（3）問的，哪副圖中的力臂大小可以直接從圖中讀出來呢？學(xué)生：乙圖.非常好。（出答案）實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們想更方便地測量出力臂，應(yīng)該要怎么做？學(xué)生：我們應(yīng)該使杠桿每一次都是在水平位置上平衡。學(xué)生若是用數(shù)格子和數(shù)鉤碼個(gè)數(shù)的方法驗(yàn)證，也第7頁共11頁引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案。（播放調(diào)節(jié)天平平衡的視頻）教師：請同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，大膽地設(shè)計(jì)。只要你能測量出施加在杠桿上力的大小，力臂的大小并且最終讓杠桿保持平衡即可。因?yàn)閮蓚€(gè)力分別使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動和順時(shí)針轉(zhuǎn)動的方法有很多種。無論你是給杠桿拉力還是壓力，都可以。讓我們一起來看一下小洋同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告吧。第一個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案：第8頁共11頁支點(diǎn)同側(cè)或者支點(diǎn)異側(cè)分別施加力，杠桿都有可能保持平衡。教師：挺不錯(cuò)的，你選擇的是杠桿支點(diǎn)的同一側(cè)施加分別讓杠桿轉(zhuǎn)動方向不同的力，預(yù)測可以達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。還有其他同學(xué)有別的方案嗎？第二個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案：嗯嗯，你是在杠桿支點(diǎn)的異側(cè)施加讓杠桿轉(zhuǎn)動方向不同的力。還利用了轉(zhuǎn)換法，把鉤碼對杠桿的拉力轉(zhuǎn)換成鉤碼的個(gè)數(shù)乘以每一個(gè)鉤碼對杠桿拉力的大小。教師：我們再看一下你設(shè)計(jì)的表格。第9頁共11頁處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。50g鉤碼的重力為0.5N，杠桿尺上一格距離為1cm。那我們就用第二位同學(xué)提出的方案完成實(shí)驗(yàn)吧（播放學(xué)生實(shí)驗(yàn)視頻）excelF1與L1F2與L2視頻）提出具體工作場景，給出杠桿五要素中動力、阻力及動力臂、阻力臂。通過實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)作用在杠桿上的兩個(gè)力，一個(gè)使它繞支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動，另一個(gè)力使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，且滿足1L1=F2L2時(shí)，杠桿才第10頁共11頁能保持平衡。這就是杠桿平衡的兩個(gè)條件，缺一不可。杠桿的五要素：杠桿在我們實(shí)際生活中有很多的用處，比如，我們可以利用杠桿撬起一塊石頭。像這樣有具體工作場景的時(shí)候，我們常把使杠桿轉(zhuǎn)動的力1叫作動力，把阻礙杠桿轉(zhuǎn)