初中物理-第十章 机械与人 第一节科学探究：杠杆的平衡条件教学设计学情分析教材分析课后反思

《科学探究：杠杆的平衡条件》教学设计教学目标1知识与技能目标：认识杠杆，知道支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念；通过探究试验，逐步培养学生科学探究能力。2过程与方法目标：通过观察和实验，了解杠杆的结构；通过参与科学探究活动，归纳得出杠杆平衡条件；培养学生观察能力、动手能力、分析解决问题能力，以及学生之间合作学习能力等。3.情感态度与价值观目标：培养学生探究物理规律的兴趣、严谨的科学态度和科学精神。教学用具

演示：铁架台、杠杆、钩码、枝剪、钳子、羊角锤、钉有钉子的木板、两个钉在一起的木板学生：铁架台、杠杆、钩码（50g）教学过程主要环节教学活动教学方法及目标时间引入一、概念二、探究三、杠杆的应用：小结作业请力气大的学生徒手拔钉子，掰板子，老师再用工具轻松完成，引出课题。一概念1、定义。展示多种杠杆的图片及实物，请同学们找到共同特征，即得到定义。根据定义请学生寻找生活中的杠杆。2、五要素要了解杠杆，先要熟悉几个名词F2F2l1l2OF1二、探究杠杆平衡条件1、杠杆平衡的意思：静止或匀速转动，水平倾斜都可以2、放苹果和梨使大尺子平衡，并引导到力和力臂3、请学生设计实验，来研究什么情况下杠杆可以平衡，注意思考：要使杠杆在水平方向平衡。4、学生实验。5、总结数据，使学生进行加减乘除来寻找规律，得出公式6、公式的运用：在记录表格中挡住某个数，让学生口算出该数即可。三、杠杆的应用：1、省力、费力、等臂：通过公式的分析，得出当力臂长度关系不同时，杠杆省力情况的不同，在多个杠杆图片中找到各种例子，2、省距离、费距离：让学生用自己的笔、手指作为杠杆、支点，分别用省力费力的方法撬起物理书，体会费力杠杆有什么好处。学生会发现省距离。3、辨析理发剪子和树枝剪子创设情景，导入新课学生画图熟悉力臂找一名学生上台做亲自动手体会测量此处扣题，解释第一个实验的原理对杠杆的分类融会贯通理清知识脉络3455582521板书设计板书设计杠杆定义二、平衡条件三、应用三要素省力F1L1=F2L2费力等臂《杠杆》课标解读本专题属于课标三大主题之一──“运动和相互作用”主题的二级主题“机械运动和力”。物质运动和相互作用的规律是物理学的核心内容，也是学习物理学的基础。这部分内容涉及较多的物理概念和规律，比较抽象。本条目课程内容既涉及认知性学习目标也涉及体验性学习目标，具体说明如下：“知道简单机械”中的“知道”属于认知性目标行为动词，该条目处于“了解”水平，本专题涉及“简单机械”中的杠杆。对于杠杆要了解杠杆的共同特征。其中支点是杠杆绕着转动的点，同一根杠杆使用方法不同，支点的位置可能不同，要能根据具体情况区分支点。画动力或阻力时应注意力的作用点和力的方向。动力和阻力都是指杠杆受到的力，其作用点都在杠杆上。动力和阻力能使杠杆转动的方向一定是相反的。即一个力能使杠杆向顺时针方向转动，则另一个力一定是能使杠杆向逆时针方向转动。力臂不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的距离。借用几何用语，力臂不是点到点的距离，而是点到直线的距离。作点到直线的距离必须使用直角三角板的两个直角边。当作用在杠杆上的力的方向改变时，其力臂的大小一般也将发生改变。力臂不一定在杠杆上，若力的作用线过支点，则它的力臂为零。会画力臂：找支点、画出力的作用线、作支点到力的作用线的垂线（有时需要将力的作用线进行正向或反向延长）。能解决杠杆平衡时动力最小问题，此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到：①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。“通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件”中的“探究”涉及体验性学习目标，该条目处于“经历”水平。“了解”涉及认知性学习目标，该条目处于“经历”水平。该条目中既有实验探究的要求，又有知识方面的要求，而且探究杠杆的平衡条件实验被列为学生必做实验。探究的过程中要注意解决以下问题：①实验中为什么要把杠杆调在水平方向平衡？（使待测力的力臂在杠杆上，便于测量）；②怎样调节杠杆水平平衡？（若发现杠杆左端下倾，应将杠杆左端的螺母向右边旋一些，或将右端的螺母向右边旋一些。将杠杆左端的螺母向右边旋一些，这样做的实质是使杠杆左端部分的重心右移，相应的力与力臂的乘积变小；将右端的螺母向右边旋一些的实质是使杠杆右端部分的重心右移，相应的力与力臂的乘积变大。）③实验应做几次？（一般三次。在物理实验教学中，同一物理实验经常需要测多组数据，目的有两个：一个是为了多次测量取平均值以便减小误差，如长度测量中，为使测量数据更精确，就使用了多次测量取平均值的方法；另一个是为了在多组数据中找到实验结论所遵循的共同规律，以便克服只有一组数据会给实验结论带来的“偶然性”。）要了解杠杆平衡条件及应用，利用来判断一个杆杆是否平衡，若等式成立杆杆平衡，反之不平衡。利用进行有关计算时，应先根据杠杆转动的效果，找出动力和阻力；再根据支点的位置，确定每个力的力臂；最后根据杠杆的平衡条件，代入数据计算出结果。依据杠杆的平衡条件划分三种杠杆：即根据，若L1>L2，则F1<F2；同理可得出其它结论。三种杠杆的划分与比较见下表。根据已学过的杠杆知识，注意观察生活中各种形状的杠杆，如指甲剪、钓鱼竿、剪刀、筷子、天平、独轮车等。并能按照动力臂与阻力臂长短的关系分析和判断是省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆。根据杠杆平衡条件，生活中使用时要注意两点：（1）要省力就要多移动距离；（2）要省距离就要费力，省力又省距离的杠杆是没有的。应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆；为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。杠杆名称 力臂的比较 力的比较 距离的比较 特点省力杠杆 动力臂大于阻力臂 动力小于阻力 动力作用点移动的距离大于阻力点移动的距离 能省力但费距离费力杠杆 动力臂小于阻力臂 动力大于阻力 动力作用点移动的距离小于阻力点移动的距离 费了力但能省距离等臂杠杆 动力臂等于阻力臂 动力等于阻力 动力作用点移动的距离等于阻力点移动的距离 虽不省力但能改变用力的方向学情分析⑴这批学生总的情况是有较好的学习热情与较好的学习态度，能够很好的完成学生布置的课前预习任务，不过数学基础偏差一些，影响了物理知识的学习，尤其是在应用题的处理时往往出现读题偏差，数据处理有待大的提高。⑵具体到这一节课，在本节课以前，学生已经学习了力学中的一些基本概念和规律，以及这些力学知识在生产生活中的应用，具备了学习本节课的知识基础。杠杆是力学的进一步拓展和应用，这既符合学生的认知规律由易到难，由简到繁；同时又保持知识的结构性和系统性。⑶初二学生的抽象思维能力不强，不喜欢老师的单独说教，更喜欢自己动手实验，在实验操作和分析中，更能训练学生的动手能力和思维能力。⑷初中学生的心理特点及知识水平决定了他们对操作实验和趣味故事感兴趣，并且对事物的认识开始由感性阶段向理性阶段过渡。初二学生对杠杆的定义应该不难理解，但对杠杆的平衡条件的理解往往只能停留在表面，有时找不到动力和阻力，有时画不出力臂，尤其是力臂的画法更容易含糊不清，这需要教学开始就做严格标准的画法示范，并用逐步启发的办法让学生自己分清“力的作用线”、“支点到力的作用线的垂线”等的画法。通过例题，习题，讲练结合，层层深入评测练习1.所谓杠杆平衡是指杠杆处于状态或状态。杠杆的平衡条件是，字母表示式为。2.关于力臂的下列说法中正确的是（）A.从支点到动力作用点的距离叫动力臂B.从动力作用点到阻力作用线的距离叫动力臂C.从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂D.从阻力作用点到动力作用点的距离叫阻力臂3.一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态，则下列说法中正确的是（）A.这两个力的大小一定相等B.这两个力的力臂一定相等C.力臂较长的那个力较大D.两个力和各自力臂的乘积一定相等4.用撬棒撬起一石块,沿不同方向用力作用于撬棒,哪个力最小（）A.F1B.F2C.F3D.都一样5.用一杆秤称物体质量时,误用了一个较重的秤砣,称出的物体质量比实际值（）A.偏大B.偏小C.一样重D.无法确定教材分析本节选自沪科版初中物理八年级下册第十章简单机械第一节。教材第在本节课以前，学生已经学习了力学中的一些基本概念和规律，以及这些力学知识在生产生活中的应用。这节课是在学生已有力学知识的基础上，进一步了解一些简单机械及应用。通过本节课的学习，学生既可以对前面学过的力的概念和二力平衡有所巩固和加深，又可以对其他简单机械以及功和能的学习打下的基础。其内容是前面所学知识的扩展，也是后面滑轮、轮轴等其他一些简单机械的基础，本章其余各节所述的物理规律都是以杠杆平衡条件作为理论依据。杠杆平衡条件是贯穿于全章的主线，起到统领全章的作用。作为力的应用——杠杆，是一种最简单机械之一，后面介绍的其他简单机械也是由杠杆引出，而复杂机械正是由简单机械所组成，因此把杠杆安排在这一节的位置既符合了由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性和系统性，讲解起来也比较容易被中学生接受。通过本节课的教学，继续向学生渗透物理来源于生活，经过观察、实验等手段建构物理模型，解决生产、生活中的实际问题。所以本节课无论是在培养学生学习方法上，还是锻炼学生思维能力等方面都起着重要的作用。本章内容与下章知识联系密切，学好本章知识就能为学习下章知识奠定基础。本节课内容包括，什么是杠杆？杠杆的五要素?研究杠杆的平衡条件。其中理解力臂的概念，并画出力臂，实验探究杠杆的平衡条件是本节课的主要内容。即便是在科学知识的考察中，也始终是一个重要的考点，因此在教材中，占有相当重要的位置。杠杆是生活中常见的机械，学生每天都会接触到剪刀，筷子等物体。但仅仅是应用，没有深入研究过这些物体的特点。教材先通过生活中一些杠杆的图标，让学生寻求他们的共性，引导他们用科学的方法建立杠杆的概念，使学生对杠杆有初步的认识。然后通过实验探究，让学生寻求杠杆平衡时，动力，阻力，动力臂，阻力臂之间的关系。总结出杠杆平衡的条件。让学生感到生活中处处有物理，物理是有用的，有趣的，提高学生的学习兴趣。二：教学目标1、知识与技能目标认识杠杆，认识有关杠杆的几个概念。能从常见工具和简单机器中识别出杠杆。知道杠杆的平衡条件及杠杆的一些应用。2、过程与方法经历绘制杠杆示意图的过程，体会科学抽象的过程。观察和操作杠杆，体会杠杆的作用。经历探究杠杆平衡条件的过程，学习分析实验现象，寻找数据间规律，从中归纳出实验结论的一般方法。3、情感与价值观关心生活、生产、自然现象中杠杆的使用。乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，具有利用杠杆方便自己生活的概念。认识科学探究中必须有探究精神。三：重点难点分析：1、教学重点：理解杠杆的平衡条件。2、教学难点：理解力臂的概念，会画力臂。学生对杠杆的定义不难理解，但对杠杆的平衡条件的理解往往只能停留在表面，有时找不到动力和阻力，有时画不出力臂，尤其是力臂的画法更容易含糊不清，这需要教学开始就做严格标准的画法示范，并用逐步启发的办法让学生自己分清“力的作用线”、“支点到力的作用线的垂线”等的画法。通过例题，习题，讲练结合，层层深入。效果分析学生通过有关力的知识的学习，对力的知识、物体运动与力的关系、平衡概念等有比较深刻的认识；另外，学生已学会了天平的调节，这些都为学习本节做好了铺垫。学生对杠杆的认识是感性的，但这些认识可能肤浅、片面，甚至错误。因此，在教学中教师要鼓励学生们积极地去观察、讨论、猜想、探究，从中归纳出杠杆的特征及平衡条件。探究过程中，教师和学生的角色发生变化。教师以引导者、合作者的身份参与学生的学习；学生主动探究，阐述观点、明辨是非，做自己学习的主人。教学反思本课教学，是研究杠杆如何省力、费力、不省力也不费力的。对于此课教学，简单枯燥的说教起不了多大效果，要尽可能多的通过实物，通过学生的动手操作激发学习兴趣，在游戏玩乐中体会科学的奥秘，掌握相应的科学知识。如何区分杠杆是省力、费力、不省力也不费力，可以告诉学生两步骤，1、先找到杠杆类工具的支点、用力点、阻力点；2、分析三个点之间的位置关系，依据杠杆尺实验的结论来区分。对于螺丝刀撬开罐盖、夹子夹东西、开瓶器开啤酒瓶三个活动，让