第十二章第1节-探究杠杆的平衡条件-2024-2025学年人教版八年级下册物理

人教版八年级下册物理第十二章第一节——探究杠杆的平衡条件使用教材：人民教育出版社八年级下册物理，第十二章第一节实验器材：杠杆，钩码，广告logo投影灯。弹簧测力计，激光若干，磁铁三、实验创新要点/改进要点：让一个带有刻度的杠杆，置于白板上，让杠杆的支点位于圆心，为了方便测量力臂，使用了同心同距圆环，利用钩码计可以斜切圆环拉，竖直向下切圆环拉，根据数学知识可知，圆心与切点的连线与绳子垂直，力臂为绿色激光部分圆心到切点的长度，为圆环的半径，可由杠杆直接读出见图1。这样利用红色激光和绿色激光分别表示力的作用线和力臂，强化了两者的垂直关系，加深了对于力臂这个易错点的理解和认识，利用圆环投影简单有效的突破力臂测量的难点，此外这套装置也可以用于探究非水平平衡位置见图2、动力，阻力在支点同侧见图3，以及怎样拉最省力的问题。综上所述杠杆平衡位置认领，力的大小，方向，作用点都可以认领，这样得出的结论才更全面，更有说服力。图1图2图3实验原理/实验设计思路：以教科书上器材为主，辅助加入光投影背景，利用数学中的圆切垂直关系测力臂的长度。利用红绿激光可以清晰直观的看到力的的作用线和力臂，及其关系实验教学目标：物理观念、科学思维：（1）理解力臂的概念。（2）分析总结出杠杠的平衡条件。（二）科学探究：（1）让学生经历实验探究的过程，学习研究科学问题的方法，培养学生的探究精神和实验能力。（三）态度责任与责任：（1）通过对实验数据的分析和处理，培养学生实事求是的科学态度，教师通过对实验器材的改进，培养学生的创新意识。实验教学内容：（1）调节杠杆在水平位置平衡。（2）在杠杆两端挂上不同数量钩码，使杠杆再次在水平位置平衡，测量动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。（3）改变力和力臂的大小，再做几次实验。（4）利用自制教具辅助探究杠杆的平衡条件。实验教学过程：（一）创设情景引入新课：引入新课时介绍地方文化：自贡非遗燊海井，世界上第一口超千米深的人工井，以此培养学生的民族文化自信。图4（1）如图所示，杠杠处于处于什么状态？（2）当用银锭锉换用蒲扇锉时杠杆是否平衡，如何操作才能使杠杆再次平衡？（3）影响杠杠平衡的因素有哪些？这些因素之间满足什么关系？（二）合作探究构建新知（1）由学生自主探究杠杆在水平位置的平衡见图5。动力（左边）F1=0.5N,动力臂L1=14cm，阻力（右边）F2=1N，阻力臂L2=7cm。图5（2）探究力臂不在杠杆上时见图6，左边绳子竖直向下与（从内往外数）第6个圆相切，绳子上挂2个钩码。右边绳子挂3个钩码，调节绳子方向，直到杠杆在水平位置平衡。此时右边绳子斜拉与第4个内圆环相切，根据数学知识可知，圆心与切点的连线与绳子垂直，力臂为第六个圆环的半径。记左边为动力，右边为阻力。F1=1NL1=20cmF2=1.5NL2=13.1cm。图6（3）探究杠杆倾斜时见图7，左边绳子与杠杆垂直，绳子上挂2个钩码，右边绳子挂3个钩码，调节绳子方向，直到杠杆静止。此时此时右边绳子斜拉与第2个圆环相切，同理可知，F1=0.5NL1=21cmF2=1.5NL2=7cm。图7（4）探究动力和阻力在支点同侧时见图8，杠杆水平位置平衡，两根绳子的拉力与杠杆垂直。F1=0.5L1=16.4cmF2=1.4NL2=6cm。图8实验注意事项（1）由于学生还没有学到切线个概念，所以有必要告诉学生当直线与圆只有一个交点时，这个点叫做切点，圆心与切点的连线与该直线垂直，圆环的半径就可以作为力臂。（2）多次测量，数据单位要统一。（三）评估交流得出结论学生表格实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm1234表格1图9结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂。八、实验效果评价：（1）实验方案的改进有助于学生对力臂和杠杠平衡条件的理解，同时也提高了学生发现问题解决问题的能力。（