八年級(jí)物理下冊(cè) 12.1杠桿教學(xué)設(shè)計(jì) （新版）新人教版.doc

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簡(jiǎn)單機(jī)械 單元課題 第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械 單 元 教學(xué)目標(biāo) 認(rèn)識(shí)杠桿；認(rèn)識(shí)有關(guān)杠桿的幾個(gè)概念；能從常見工具和簡(jiǎn)單機(jī)器中識(shí)別出杠桿；知道杠桿的平衡條件及杠桿的應(yīng)用；經(jīng)歷繪制杠桿示意圖的過程，體會(huì)科學(xué)抽象的方法；經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過程。 單 元 重、難點(diǎn) 杠桿平衡條件是人們分析、計(jì)算杠桿問題的理論依據(jù)，也是研究其他各種簡(jiǎn)單機(jī)械的基礎(chǔ)，所以經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過程并運(yùn)用它分析有關(guān)問題是本節(jié)的重點(diǎn)。 很多學(xué)生盡管能正確說出力臂的定義，但遇到實(shí)際問題時(shí)仍把支點(diǎn)到動(dòng)力或阻力作用點(diǎn)的距離作為力臂，所以力臂的概念及其畫法是本節(jié)的難點(diǎn)。 單 元 教學(xué)設(shè)想 本章第一節(jié)杠桿在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，學(xué)好這部分知識(shí)具有重要的實(shí)際意義。杠桿是一種重要的簡(jiǎn)單機(jī)械，也是學(xué)習(xí)滑輪、輪軸等其他一些簡(jiǎn)單機(jī)械的基礎(chǔ)。第二節(jié)滑輪的知識(shí)具有承上啟下的作用：滑輪是繼上一節(jié)“杠桿”之后學(xué)生學(xué)習(xí)的又一種重要的簡(jiǎn)單機(jī)械，滑輪實(shí)質(zhì)上是杠桿的變形，可以通過杠桿平衡條件來分析，同時(shí)滑輪也是后面學(xué)習(xí)機(jī)械效率的基礎(chǔ)。第三節(jié)機(jī)械效率是對(duì)前面滑輪知識(shí)的綜合、擴(kuò)展和運(yùn)用。這一部分的內(nèi)容體現(xiàn)了物理知識(shí)最終要服務(wù)于生產(chǎn)和生活的理念。所以本節(jié)課無論從課標(biāo)要求，還是學(xué)生自身發(fā)展要求上看都處在一個(gè)比較重要的地位。 單元教學(xué)時(shí)數(shù)分配 4課時(shí) 單 元 教 學(xué) 設(shè) 計(jì) 課 題 第一節(jié) 杠桿 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1．通過觀察生活和生產(chǎn)勞動(dòng)中的各種杠桿提取共同的特征，并能在杠桿上確認(rèn)支點(diǎn)、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂的位置。能準(zhǔn)確地畫出杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂。 2．通過參與科學(xué)探究活動(dòng)，能對(duì)杠桿平衡條件進(jìn)行猜想和假設(shè)，并設(shè)計(jì)出驗(yàn)證方案，對(duì)獲得的信息進(jìn)行處理，得出杠桿平衡的條件。能應(yīng)用杠桿平衡條件去分析解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題。 3．能根據(jù)杠桿的特點(diǎn)，以及作用效果等進(jìn)行分類。 過程與方法 1．通過觀察和實(shí)驗(yàn)、感知杠桿，培養(yǎng)觀察能力。 2．通過實(shí)驗(yàn)探究，總結(jié)歸納出杠桿的平衡條件，培養(yǎng)初步的分析概括能力，收集信息和處理信息的能力。 3．在對(duì)實(shí)例的調(diào)研、分析和解釋中進(jìn)一步理解和應(yīng)用杠桿平衡條件，嘗試應(yīng)用已知的科學(xué)規(guī)律去解釋某些具體問題。 情感態(tài)度 與價(jià)值觀 1．使學(xué)生感受到杠桿在生活中有廣泛的應(yīng)用，提高探究的樂趣。 2．運(yùn)用學(xué)過的科學(xué)知識(shí)解釋生活中的杠桿，進(jìn)一步感受到生活和科學(xué)的關(guān)系。 重點(diǎn)難點(diǎn) 重 點(diǎn) 力臂的畫法和杠桿的平衡條件。 難 點(diǎn) 力臂的畫法，學(xué)生用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出杠桿的平衡條件。 教具準(zhǔn)備 杠桿，鉤碼，支架，鉗子、剪子、鑷子，刻度尺，線 教學(xué)時(shí)數(shù) 2課時(shí) 教教學(xué)流程 自主學(xué)習(xí) 自學(xué)杠桿部分，完成下列問題： 1．定義：在力的作用下能夠繞著 轉(zhuǎn)動(dòng)的 叫杠桿。 2．五要素：支點(diǎn)指 ；動(dòng)力是 ；阻力是 杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力；動(dòng)力臂是 到 的距離；阻力臂是 到 的距離。 3.用同學(xué)模擬古埃及人搬運(yùn)巨石的實(shí)物，認(rèn)識(shí)支點(diǎn)O、動(dòng)力F1、動(dòng)力臂L1、阻力F2、阻力臂L2。 4.觀察圖12.1-4，找出杠桿的五要素。 教師導(dǎo)學(xué) 第 一 課 時(shí) 師 生 互 動(dòng) 補(bǔ)充修正 一、導(dǎo)入新課 觀察圖像中的這些日常生活用的工具，請(qǐng)同學(xué)說出這些工具的名稱和用途？ 這些能給我們提供方便的工具都稱為機(jī)械。日常生活中見到的那些復(fù)雜的機(jī)械也都是由簡(jiǎn)單機(jī)械組合而成的。學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單機(jī)械的知識(shí)是理解復(fù)雜機(jī)械的基礎(chǔ)。 二、探究學(xué)習(xí) （一）活動(dòng)探究 現(xiàn)在，誰幫我一個(gè)忙，用這里幾種不同的工具（羊角錘、硬棒、鉗子）把木塊中的釘子拔出來。（探究） 活動(dòng)一：比較用羊角錘拔釘子，用鉗子拔釘子，這兩種情況用力一樣嗎？哪一種工具更省力呢？（實(shí)驗(yàn)后得到羊角錘拔釘子最省力） 我們首先用羊角錘（或起子）鉗住釘帽，然后錘身抵住木塊，用力扳手柄，釘子就被拔出來了。那么，你知道羊角錘是根據(jù)什么原理制造的呢。實(shí)際上它是根據(jù)杠桿原理制造的。那杠桿是怎么一回事呢？今天大家就共同來探究杠桿（板書：探究杠桿）。首先，我們來認(rèn)識(shí)什么是杠桿？（板書：一、什么是杠桿）。 （二）杠桿的五要素的學(xué)習(xí) 最簡(jiǎn)單的杠桿就是撬石頭時(shí)用的撬棒。還有我們小時(shí)侯玩的蹺蹺板也是杠桿?；钊匠樗畽C(jī)的手柄工作時(shí)也是杠桿。生活中應(yīng)用杠桿原理的機(jī)械有很多： 那么，應(yīng)用杠桿原理的機(jī)械都有什么共同點(diǎn)？ 學(xué)生分組討論，請(qǐng)組員回答： （1）都是硬棒。（軟的不行，直的彎的都可以） （2）工作過程中都在轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中有一點(diǎn)是不動(dòng)的。 （3）除固定不動(dòng)的點(diǎn)外，還要受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)能使它轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)阻礙它轉(zhuǎn)動(dòng)。 針對(duì)撬石頭時(shí)用的撬棒得出杠桿關(guān)鍵概念： 在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿；得出：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力的概念（板書出具體內(nèi)容）。 1．杠桿——一根硬棒、在力的作用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿。（板書） 杠桿的共同點(diǎn)（以撬石頭為例） （1）繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。固定點(diǎn)——杠桿的支點(diǎn) （2）受到力的作用。動(dòng)力和阻力 支點(diǎn)O——杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn) 動(dòng)力F1——使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力 阻力F2——阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（板書） 回頭再分析剛才場(chǎng)景中各機(jī)械的支點(diǎn)和力臂（學(xué)生分組討論后選代表回答）： 展示一組圖片，思考這些工具在工作過程中，是否是杠桿？若為杠桿，確定支點(diǎn)的位置、動(dòng)力、阻力作用點(diǎn)和方向。 2．關(guān)于力臂的教學(xué)： 教師：動(dòng)力的作用效果不是由支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)間的長(zhǎng)度決定，而是由支點(diǎn)到動(dòng)力作用線間的距離決定。我們把從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線間的距離叫做動(dòng)力臂。從支點(diǎn)到阻力作用線間的距離叫做阻力臂。出示實(shí)例： 動(dòng)力臂L1——從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離 阻力臂L2——從支點(diǎn)到阻力作用線的距離 （板書） 因此，描述杠桿需要五個(gè)要素——支點(diǎn)O、動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂L1、阻力臂L2，總稱為杠桿的五要素。 下面請(qǐng)同學(xué)們畫出圖中杠桿的動(dòng)力臂L1和阻力臂L2——撬棒、抽水機(jī)（介紹杠桿示意圖和力臂的畫法）。 什么是杠桿我們已經(jīng)比較清楚了，利用杠桿為什么能用小的力產(chǎn)生大的力呢？我們知道人們通常是在杠桿平衡或非常接近平衡的情況下使用杠桿的。下面我們請(qǐng)同學(xué)們通過做實(shí)驗(yàn)來研究杠桿的平衡條件。 （三）杠桿的平衡條件（板書） 提問：支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)間距離的遠(yuǎn)近一定會(huì)給力的作用效果帶來影響嗎？那么動(dòng)力和阻力之間的關(guān)系又是怎樣的呢？下面我們就來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析他們之間的關(guān)系。 活動(dòng)探究：實(shí)驗(yàn)裝置如圖 （邊說邊演示）這里有一杠桿，中間十字交會(huì)點(diǎn)就是杠桿的支點(diǎn)O，O點(diǎn)左、右邊每隔10厘米有1條虛線將杠桿等分?，F(xiàn)在取5個(gè)等質(zhì)量的鉤碼，將其中2個(gè)掛在杠桿左端第三格上，作為杠桿的阻力F2。剩下的3個(gè)作為杠桿的動(dòng)力F1，若使杠桿平衡，這三個(gè)鉤碼剛好掛在右端第2個(gè)格上。改變阻力臂和阻力的大小，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，分析杠桿的平衡條件，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填在表格內(nèi)： 動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂 （板書） 用比例式表示，它的含義是：如果動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，那么動(dòng)力就是阻力的幾分之一。 （板書） 這個(gè)平衡條件也就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。 三、遷移拓展 1．杠桿最小力的作法： 關(guān)于杠桿最小力的作法，先要找到最長(zhǎng)的力臂，最長(zhǎng)的力臂是支點(diǎn)與作用點(diǎn)的連線，之后根據(jù)杠桿阻力的方向畫出動(dòng)力的方向。 2．在“研究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中 （1）實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖甲所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端的螺母向 調(diào)（填“左”或“右”）。 （2）實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)圖乙所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將右邊的鉤碼向 （填“左”或“右”）移動(dòng) 格。 （3）圖乙中杠桿水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時(shí)加一個(gè)相同的鉤碼，這時(shí)杠桿將 。（填“保持水平平衡”、“順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”或“逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”） （4）如圖丙所示的案秤是個(gè)不等臂杠桿，請(qǐng)你根據(jù)杠桿的平衡條件，說明用幾個(gè)不重的砝碼就能平衡盤中重得多的貨物的道理 。 四、總結(jié)收獲 在這一節(jié)課中我們主要學(xué)習(xí)了哪些知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們來總結(jié)一下（學(xué)生總結(jié)） 五、鞏固訓(xùn)練 如圖所示，AOB為一機(jī)械設(shè)備的簡(jiǎn)化示意圖，我們可以把它看成杠桿（自重不計(jì)），已知AO=2OB.固定點(diǎn)為O，使OB處于水平位置，此時(shí)B端掛一重物為40N的物體。問： 要使杠桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，至少需要在A端施加F多少N的力？ 在圖中畫出此時(shí)力F的方向。 六、布置作業(yè) 1．完成配套練習(xí) 2．完成課后練習(xí)2、4題 第 二 課 時(shí) 師 生 互 動(dòng) 補(bǔ)充修正 一、導(dǎo)入新課 復(fù)習(xí) 1．什么是杠桿？ 2．杠桿的平衡條件？ 我們先來聽一個(gè)小故事：“只要您讓我有一個(gè)地方站著，我就可以把地球推動(dòng)起來?！惫畔ＥD大數(shù)學(xué)家阿基米德對(duì)國(guó)王說。“哈哈！你太吹牛了！”國(guó)王大笑著說：“你先給我推動(dòng)一樣?xùn)|西看看，看你講的話怎么樣?！碑?dāng)時(shí)，國(guó)王造了一只很大的船，可是沒有辦法推到水里去。即使把全城的人都集合起來，恐怕也不能推動(dòng)。國(guó)王對(duì)阿基米德說：“那么，就請(qǐng)你來幫忙吧，把這條船推動(dòng)到水里去吧，我的吹牛家！”阿基米德滿口答應(yīng)。他精心設(shè)計(jì)了一套復(fù)雜的杠桿和滑輪組合成的機(jī)械，末端留了一條拉繩，然后請(qǐng)國(guó)王來看表演。這一天，海邊，人山人海。那艘大船，長(zhǎng)十幾丈，高幾層樓，確實(shí)是一個(gè)龐然大物。阿基米德將那一條小繩交給了國(guó)王，說：“請(qǐng)你拉一下吧，一切都解決了?！眹?guó)王半信半疑，手里拿著繩子，先看了看，然后這么輕輕一拉。奇跡出現(xiàn)了：大船移動(dòng)起來，漸漸地向海里滑去就象耍魔術(shù)一樣。國(guó)王瞪大了眼睛，張著嘴半天才說：“這，這是怎么回事，莫非有上帝在相助？”頓時(shí)，岸上爆發(fā)出一陣歡呼聲。 在這個(gè)小故事里，聰明的阿基米德巧妙地運(yùn)用了杠桿，今天我們就來學(xué)習(xí)杠桿的應(yīng)用，杠桿對(duì)人們有什么應(yīng)用呢 ？ 二、探究學(xué)習(xí) 1．省力杠桿：動(dòng)力臂大于阻力臂，動(dòng)力小于阻力。省力但費(fèi)距離。 請(qǐng)同學(xué)們回答在日常生活中有哪些省力杠桿？ 出示省力杠桿如：鍘刀（圖）、瓶蓋起子（圖）、獨(dú)輪車（圖） 2．費(fèi)力杠桿：費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力大于阻力。費(fèi)力但省距離。 請(qǐng)同學(xué)們回答在日常生活中有哪些省力杠桿？ 筷子、鑷子等 簡(jiǎn)介筷子：筷子，被外國(guó)人譽(yù)為“東方的文明”。是中華民族的國(guó)粹。它的使用，標(biāo)志著中華民族文明的進(jìn)步。美國(guó)哈佛大學(xué)一位人類學(xué)家認(rèn)為，中國(guó)最古老的筷子的出現(xiàn)，大約是在公元前1200多年以前，比西方人使用刀叉要早幾百年。 3．等臂杠桿：動(dòng)力臂等于阻力臂，動(dòng)力等于阻力。 例：天平。 等臂杠桿最重要的應(yīng)用是天平。天平是支點(diǎn)在中間的等臂杠桿。 議一議：下圖是一些常見的器具，請(qǐng)對(duì)它們應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類，并說出分類的原則。 屬于省力杠桿的有： 屬于費(fèi)力杠桿的有： 屬于等臂杠桿的有： 生活中的剪刀哪個(gè)省力？哪個(gè)費(fèi)力？: 三、遷移拓展 在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中如圖所示，在支點(diǎn)左側(cè)20cm刻度處掛3個(gè)重均為0.5N的鉤碼，在支點(diǎn)右側(cè)15cm刻度處用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿，使其水平平衡。要使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)最小，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力應(yīng)沿 方向，此時(shí)讀數(shù)為 N． 四、總結(jié)收獲 今天學(xué)到了什么？ 省力杠桿 費(fèi)力杠桿 等臂杠桿 圖形 概念 動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿 動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿 動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿 特點(diǎn) 省了力，但費(fèi)了距離 費(fèi)了力，但省了距離 不省力也不費(fèi)力 實(shí)例 撬棒、鍘刀、瓶起子、 鑷子、理發(fā)剪刀 天平 五、鞏固訓(xùn)練 1．下列常用工具屬于費(fèi)力杠桿的是（ ） A．吃飯用的筷子 B．撬瓶蓋的起子C．剪斷鋼絲的鉗子 D．?dāng)Q螺帽的扳手 2．小華用釣魚竿釣起重為15N的魚，如圖所示，OA=0.4m，OB=2m。下列說法正確的是（ ） A．用釣魚竿釣魚費(fèi)距離 B．釣魚竿是個(gè)省力杠桿 C．手對(duì)魚桿的拉力F1的大小為75N D．手對(duì)魚桿的拉力F1的大小為3N 3．如圖所示，在用杠桿撬石頭的過程中，該杠桿屬于_____________杠桿（選填“省力”、“費(fèi)力”或“既不省力也不費(fèi)力”）。在用力方向不變的情況下該人想用更小的力撬起石頭，那么他的手應(yīng)該向_____________支點(diǎn)O（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）方向移動(dòng)。 4．如圖所示的杠桿B點(diǎn)掛著重物G，若在A點(diǎn)施加一個(gè)最小的力F使杠桿平衡.請(qǐng)?jiān)趫D中畫出此力F和力臂L的示意圖。 5．如圖所示，A燭一杠桿，O是杠桿的支點(diǎn)，在A的一端掛一電燈，電燈重100N。細(xì)繩的一端系杠桿的B點(diǎn)，另一端系于豎直的墻壁上的C點(diǎn)，此時(shí)杠桿在水平位置上平衡。已知AO＝4mAB=0.8m，細(xì)繩與杠桿之間的夾角是30度（不計(jì)杠桿重、細(xì)繩 重和摩擦），求細(xì)繩受到的拉力。 六、布置作業(yè) 1．完成配套練習(xí) 2．完成課后練習(xí)1、3題 板書設(shè)計(jì) 第一節(jié) 杠桿 1．概念：一根硬棒在力的作用下如果繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫做杠桿 2．五要素：支點(diǎn)O 動(dòng)力F1 阻力F2 動(dòng)力臂L1：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離 阻力臂L2：支點(diǎn)到阻力作用線的距離 3．杠桿的識(shí)別：不考慮復(fù)雜的機(jī)械外形，從物品中抽象出簡(jiǎn)單的杠桿模型──硬棒。 4．杠桿的分類： （1） 省力杠桿費(fèi)距離 L1＞L2，F(xiàn)1＜F2； （2） 費(fèi)力杠桿省距離 L1＜L2，F(xiàn)1＞F2； （3） 等臂杠桿 L1＝L2，F(xiàn)1＝F2。 5．見過的杠桿：（略） 批改輔導(dǎo) 班級(jí)人數(shù) 上交人數(shù) 上交率 批改人數(shù) 批改 反饋 優(yōu)點(diǎn) 不足 輔導(dǎo) 改進(jìn) 姓名 內(nèi)容 效果 教學(xué)反思