第12章 第1节 第1课时 杠杆及其平衡条件2023-2024学年八年级下册物理10分钟小测教学设计（ 人教版）

第12章第1节第1课时杠杆及其平衡条件2023-2024学年八年级下册物理10分钟小测教学设计（人教版）学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容教材：人教版2023-2024学年八年级下册物理

章节：第12章第1节第1课时杠杆及其平衡条件

内容：本节课主要介绍杠杆的定义、分类、力臂和作用力的概念，以及杠杆的平衡条件。具体内容包括：

1.杠杆的定义与分类：一、二、三类杠杆的特点及实例。

2.力臂的概念：力臂的定义及其在杠杆中的作用。

3.作用力与反作用力：作用力与反作用力的关系及在杠杆中的应用。

4.杠杆的平衡条件：力矩的概念及力矩平衡的公式。

5.通过例题和练习题，让学生掌握杠杆平衡条件的应用。

本节课将通过对杠杆及其平衡条件的讲解和练习，使学生能够理解和运用杠杆的平衡条件解决实际问题。核心素养目标1.科学思维：培养学生通过观察、分析，抽象出物理模型的能力，以及运用科学方法解决实际问题的科学思维能力。

2.科学探究：激发学生探究杠杆平衡条件的兴趣，培养学生设计实验、收集数据、分析数据、得出结论的科学探究能力。

3.物理观念：帮助学生建立正确的物理观念，理解力矩、力臂等概念，并能够运用杠杆平衡条件解释生活中的现象。

4.科学态度与责任：培养学生严谨的科学态度，尊重实验结果，勇于提出问题和解决问题，形成对科学知识的敬畏之心。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经学习了力的基本概念和牛顿运动定律。

-学生对简单机械如滑轮和斜面有一定的了解。

-学生具备基本的数学运算能力，能够理解和运用简单的代数。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对生活中的物理现象感兴趣，如秋千、翘板等，这有助于他们对杠杆概念的理解。

-学生具备一定的观察和实验能力，能够通过实验探究物理规律。

-学生可能偏好通过实际操作和动手实验来学习物理，对抽象概念的理解可能需要更多直观的辅助。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-学生可能难以理解力臂和力矩的概念，尤其是如何计算力矩。

-学生可能会混淆不同类型的杠杆及其平衡条件。

-学生在解决实际问题时，可能难以将杠杆平衡条件与具体情境相结合，需要指导如何将理论应用于实际问题。教学资源准备1.教材：确保每位学生都配备了人教版2023-2024学年八年级下册物理教材。

2.辅助材料：收集和准备与杠杆相关的图片、图表以及教学视频，用于直观展示杠杆的类型和平衡条件。

3.实验器材：准备杠杆模型、砝码、尺子等实验器材，确保实验的完整性和安全性，以便学生能够实际操作体验杠杆的平衡。

4.教室布置：将教室分为实验操作区和讨论区，以便学生分组进行实验和讨论。教学过程设计1.导入环节（用时5分钟）

-开场引入：展示生活中常见的杠杆实例（如秋千、剪刀、撬棍等），让学生观察并思考这些物品的共同特点。

-提问：同学们，你们能告诉我这些物品是如何工作的吗？它们有什么共同点？

-学生回答后，教师总结：这些都是杠杆的例子，今天我们就来学习杠杆及其平衡条件。

2.讲授新课（用时15分钟）

-讲解杠杆定义：通过教材中的定义，让学生了解杠杆是一种简单机械，能够绕某一固定点（支点）旋转。

-分类介绍：展示三类杠杆的图片和实例，让学生识别并理解一、二、三类杠杆的特点。

-力臂和作用力：通过图表和公式，解释力臂的定义和作用力的计算方法。

-杠杆平衡条件：引导学生理解力矩的概念，并推导出杠杆平衡的公式：力矩1=力矩2。

-演示实验：使用杠杆模型和砝码，展示如何通过实验验证杠杆平衡条件。

3.巩固练习（用时10分钟）

-练习题：发放练习题，要求学生应用杠杆平衡条件解决实际问题。

-用时5分钟，学生独立完成。

-讨论环节：让学生分组讨论练习题的答案，互相检查和解释。

-用时5分钟，教师巡回指导，解答学生的疑问。

4.课堂提问与师生互动（用时10分钟）

-提问：请一位学生解释什么是力矩？

-学生回答后，教师追问：力矩是如何影响杠杆平衡的？

-提问：如果我们要使一个不平衡的杠杆达到平衡状态，我们应该怎么做？

-学生思考并回答，教师总结并强调关键点。

-情境创设：假设有一个不平衡的翘板，如何通过添加或移动砝码使其平衡？

-学生分组讨论，提出解决方案。

-教师选取几组学生的方案，进行点评和总结。

5.创新环节（用时5分钟）

-设计一个互动游戏：学生分成两队，每队轮流回答关于杠杆的问题。回答正确的队伍得分，最后得分高的队伍获胜。

-通过游戏，巩固学生对杠杆平衡条件的理解，并增加课堂趣味性。

6.结束语（用时2分钟）

-教师总结本节课的重点内容，强调杠杆平衡条件的应用。

-鼓励学生在生活中观察和发现更多的杠杆现象，并尝试应用所学知识解决问题。学生学习效果学生学习效果如下：

1.知识掌握：

-学生能够准确描述杠杆的定义、分类和特点。

-学生理解并掌握了力臂和作用力的概念，能够正确计算力矩。

-学生能够运用杠杆平衡条件解决实际问题，如计算力矩和平衡状态下力的分配。

2.技能提升：

-学生通过观察和实验，能够识别生活中常见的杠杆现象，并将其与课堂所学知识联系起来。

-学生能够设计实验来验证杠杆平衡条件，通过实验操作提升实践能力和科学探究能力。

-学生在讨论和练习中，能够运用科学思维分析问题，提出假设，并通过逻辑推理得出结论。

3.思维发展：

-学生能够抽象出物理模型，将复杂的实际问题简化为杠杆平衡问题，培养了科学思维和模型构建能力。

-学生通过解决杠杆平衡问题，提高了分析和解决物理问题的能力，增强了逻辑思维和批判性思维。

4.学习习惯：

-学生在课堂互动和小组讨论中，形成了积极发言和倾听他人意见的良好学习习惯。

-学生通过练习和复习，养成了定期回顾和巩固知识点的习惯，提高了学习效率。

5.应用能力：

-学生能够将杠杆平衡条件应用于解决实际问题，如设计简单的机械装置，理解工程学中的杠杆应用。

-学生能够将所学的物理知识与其他学科知识相结合，如数学中的几何知识，进行跨学科的综合应用。

6.科学态度与价值观：

-学生通过学习杠杆平衡条件，培养了尊重实验结果、勇于提出问题的科学态度。

-学生认识到物理知识在生活中的重要性，增强了将科学知识应用于社会实践的责任感。内容逻辑关系①杠杆的定义与分类

-重点知识点：杠杆的定义、支点、力臂、作用力。

-重点词：简单机械、支点、力臂、作用力。

-重点句：杠杆是一种能够绕某一固定点（支点）旋转的简单机械。

②力臂和作用力的概念

-重点知识点：力臂的定义、作用力的计算。

-重点词：力臂、作用力、力矩。

-重点句：力臂是力的作用点到支点的距离，作用力乘以力臂等于力矩。

③杠杆的平衡条件

-重点知识点：杠杆平衡条件的公式、力矩的平衡。

-重点词：平衡条件、力矩、平衡力矩。

-重点句：当杠杆处于平衡状态时，顺时针方向的力矩等于逆时针方向的力矩。反思改进措施（一）教学特色创新

1.实物模型与实验结合：在教学过程中，我使用了实物模型和实验来帮助学生直观理解杠杆的平衡条件，这样的互动式教学增强了学生的学习兴趣和参与度。

2.课堂互动游戏：通过设计互动游戏，我激发了学生的竞争意识，同时也让他们在轻松愉快的氛围中巩固了所学知识。

3.跨学科应用：在教学中，我尝试将数学知识（如几何）与物理知识相结合，引导学生进行跨学科思考，提高了学生的综合应用能力。

（二）存在主要问题

1.学生参与度不均衡：在课堂互动和实验环节，部分学生参与度较高，而另一部分学生则较为被动，未能充分参与到教学中来。

2.时间管理不够精细：在课堂教学中，时间的分配不够精细，导致部分环节匆忙，未能充分展开，影响了教学效果。

3.教学评价单一：评价方式主要依赖于学生的练习成绩，忽视了学生的课堂表现和思维能力的评估。

（三）改进措施

1.鼓励全员参与：在课堂互动和实验环节，我会更加注意调动所有学生的积极性，通过提问、小组讨论等方式，让每位学生都有机会参与到教学中来。

2.优化时间分配：我会提前规划好每个教学环节的时间，确保每个环节都有充足的时间进行，避免因为时间紧张而影响教学效果。

3.多元化评价方式：我将采用多元化的评价方式，结合学生的课堂表现、作业完成情况以及实验报告，全面评估学生的学习效果，以更公平、全面地反映学生的学习情况。重点题型整理题型一：计算题

1.题目：一根均匀的杠杆，长度为4米，重40牛顿，中点悬挂重20牛顿的物体，求支点距离重物的距离。

解答：由于杠杆均匀，重心在中点，所以力臂为2米。根据杠杆平衡条件，力矩1=力矩2，即20N×2m=40N×x，解得x=1米。

题型二：应用题

2.题目：一个小孩用50牛顿的力压在翘板的一端，另一端悬挂重80牛顿的物体，翘板保持平衡。求小孩距离支点的距离。

解答：设小孩距离支点的距离为x米，则悬挂物体距离支点的距离为4-x米。根据杠杆平衡条件，50N×x=80N×(4-x)，解得x=3.2米。

题型三：分析题

3.题目：一辆汽车的重量为1200牛顿，前轴距离地面0.6米，后轴距离地面1.2米。汽车在一斜坡上，斜坡角度为30度，汽车重心距离后轴0.8米。求汽车在斜坡上保持平衡时，斜坡对汽车前轴和后轴的支持力。

解答：汽车在斜坡上的重力分解为垂直于斜坡的力和平行于斜坡的力。垂直于斜坡的力为1200N×cos30°，平行于斜坡的力为1200N×sin30°。设前轴的支持力为F1，后轴的支持力为F2，根据杠杆平衡条件，F1×0.6m=(1200N×cos30°-F2)×1.2m，解得F1=600N，F2=800N。

题型四：设计题

4.题目：设计一个简单的杠杆秤，能够称量最大重量为10牛顿的物体，杠杆长度为1米，支点位于杠杆中心。请标出力臂和作用力的位置，并计算所需的砝码重量。

解答：由于支点位于杠杆中心，力臂为0.5米。为使杠杆秤能够称量最大重量为10牛顿的物体，砝码重量应为10牛顿。将砝码放在杠杆一端，物体放在另一端，调整位置使杠杆平衡。

题型五：实验题

5.题目：进行一个实验来验证杠杆的平衡条件。实验材料包括一根杠杆、砝码、尺子。描述实验步骤，并说明如何通过实验数据验证杠杆平衡条件。

解答：实验步骤如下：

a.将杠杆水平放置，找到支点并标记。

b.在杠杆一端悬挂不同重量的砝码，记录砝码重量和距离支点的距离。

c.在杠杆另一端悬挂砝码，调整砝码重量和位置，直到杠杆平衡。

d.记录所有砝码的重量和距离支点的距离。

e.计算每个砝码产生的力矩，验证力矩1=力矩2，即杠杆平衡条件。通过实验数据，如果发现顺时针力矩等于逆时针力矩，则验证了杠杆平衡条件。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课后练习题，包括计算题、应用题和分析题，巩固对杠杆平衡条件的理解和应用。

2.观察生活中的杠杆现象，如剪刀、钳子等，并分析其工作原理和平衡条件。

3.设计一个简单的杠杆实验，验证杠杆的平衡条件，并撰写实验报告，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据和实验结论。

作业反馈：

1.及时批改学生的作业，对正确答案给予肯定，对错误答案进行分析和解释。

2.针对学生的错误，提供具体的改