八年级物理下册 第十一章 功与机械能 11.2 杠杆教学设计 教科版

八年级物理下册第十一章功与机械能11.2杠杆教学设计教科版科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）八年级物理下册第十一章功与机械能11.2杠杆教学设计教科版课程基本信息1.课程名称：八年级物理下册第十一章功与机械能11.2杠杆

2.教学年级和班级：八年级（2）班

3.授课时间：2023年10月27日星期四第2节课

4.教学时数：1课时

亲爱的同学们，今天我们要一起走进物理世界的奇妙角落——杠杆。准备好了吗？让我们一起揭开杠杆的神秘面纱，看看它是如何让我们的生活变得更轻松、更高效的！🌟🔧核心素养目标1.发展科学思维：通过探究杠杆原理，培养学生运用比较、分类、归纳等科学方法分析问题的能力。

2.培养探究精神：引导学生通过实验探究，体验科学探究过程，培养严谨求实的科学态度。

3.提升技术应用：让学生了解杠杆在生活中的应用，增强解决实际问题的能力，激发创新意识。教学难点与重点1.教学重点，

①杠杆的分类和特点：理解第一类、第二类和第三类杠杆的区别，掌握它们在使用中的特点。

②力臂和力矩的计算：能够正确计算力臂和力矩，并应用这些概念来分析杠杆的平衡条件。

③杠杆平衡条件的应用：学会如何应用杠杆平衡条件解决实际问题，如设计简单机械。

2.教学难点，

①杠杆平衡条件的理解：帮助学生深入理解杠杆平衡条件的物理意义，理解力臂和力矩的相对大小对平衡的影响。

②力臂的测量：指导学生如何准确测量力臂，避免因测量误差导致分析错误。

③复杂杠杆系统的分析：对于由多个杠杆组成的复杂系统，引导学生如何进行分解和分析，找到每个杠杆的平衡状态。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过生动形象的讲解，帮助学生理解杠杆的基本概念和分类。

2.实验法：组织学生进行杠杆实验，通过实际操作加深对杠杆原理的理解。

3.讨论法：引导学生分组讨论，分析不同类型杠杆的应用场景，提高问题解决能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示杠杆原理图和动画，直观展示杠杆的工作原理。

2.实物演示：展示杠杆实物，让学生直观感受杠杆的结构和作用。

3.网络资源：引入网络教学资源，如在线实验、教学视频，丰富教学内容。教学过程一、导入新课

（老师）同学们，今天我们要探索一个有趣的主题——杠杆。你们在生活中有没有见过或者使用过杠杆呢？比如，我们常用的撬棍、钳子，这些都是杠杆的应用。那么，杠杆究竟是什么呢？今天我们就一起来揭开它的神秘面纱。

（学生）老师，我知道杠杆是杠杆原理中的基本概念，它是一种简单机械。

（老师）很好，你已经提到了杠杆的基本概念。接下来，我们将通过一系列的探究活动，深入理解杠杆的原理和应用。

二、新课讲授

1.杠杆的分类

（老师）首先，我们来认识一下杠杆的分类。杠杆主要分为三类：第一类杠杆、第二类杠杆和第三类杠杆。它们有什么区别呢？请同学们仔细观察PPT上的图示，并思考一下。

（学生）老师，第一类杠杆的动力臂和阻力臂都在支点的同一侧，第二类杠杆的动力臂和阻力臂在支点的两侧，第三类杠杆的动力臂和阻力臂都在支点的同一侧。

（老师）非常好，同学们已经能够区分三种杠杆了。接下来，我们来看一下它们的特点和应用。

2.力臂和力矩

（老师）在杠杆中，力臂和力矩是非常重要的概念。力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而力矩是力与力臂的乘积。请同学们思考一下，力臂和力矩对杠杆的平衡有什么影响？

（学生）老师，力臂越长，力矩就越大，杠杆就越容易平衡。

（老师）没错，同学们的回答非常准确。那么，如何计算力臂和力矩呢？请同学们跟随我的讲解，一起来学习。

3.杠杆平衡条件

（老师）杠杆平衡条件是杠杆原理的核心内容。当杠杆处于平衡状态时，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。请同学们注意，这里的动力和阻力是指作用在杠杆上的力，而动力臂和阻力臂是指支点到力的作用线的垂直距离。

（学生）老师，我明白了，杠杆平衡条件可以表示为F1*L1=F2*L2。

（老师）很好，同学们已经掌握了杠杆平衡条件。接下来，我们将通过一个实例来验证这个条件。

三、实验探究

（老师）同学们，接下来我们进行一个实验，验证杠杆平衡条件。请同学们分组，每组准备一根杠杆、一个钩码和一个弹簧测力计。

（学生）好的，老师。

（老师）在实验过程中，请同学们注意观察杠杆的平衡状态，并记录下动力、阻力、动力臂和阻力臂的数值。

（学生）明白了，老师。

（老师）实验结束后，请每组同学汇报实验结果，并分析杠杆平衡条件是否成立。

（学生）老师，我们组的实验结果显示，杠杆平衡条件F1*L1=F2*L2成立。

（老师）很好，同学们通过实验验证了杠杆平衡条件。接下来，我们再来探讨一下杠杆在实际生活中的应用。

四、应用拓展

（老师）同学们，杠杆在我们的生活中有着广泛的应用。比如，我们常用的撬棍、钳子、剪刀等都是杠杆的应用。请同学们举例说明杠杆在生活中的应用，并分析这些应用是如何利用杠杆原理的。

（学生）老师，比如撬棍，我们可以通过增加动力臂的长度来减小所需的动力，从而轻松撬起重物。

（老师）很好，同学们已经能够将杠杆原理应用到实际生活中。接下来，我们再来探讨一下杠杆在科技领域的应用。

五、课堂小结

（老师）同学们，今天我们学习了杠杆的分类、力臂和力矩、杠杆平衡条件等内容。通过实验探究和实际应用，我们深入理解了杠杆的原理。希望同学们在课后能够继续思考，探索杠杆的更多应用。

（学生）老师，我们一定会认真完成作业，巩固今天学习的知识。

（老师）很好，同学们的努力一定会取得回报。希望大家在今后的学习中，继续保持这种积极探索的精神，不断拓展自己的知识面。下课！知识点梳理1.杠杆的定义

-杠杆是一种简单机械，它由一个支点、一个动力臂和一个阻力臂组成。

2.杠杆的分类

-第一类杠杆：支点位于动力臂和阻力臂之间，如剪刀、钳子。

-第二类杠杆：动力臂位于支点和阻力臂之间，如撬棍、鱼竿。

-第三类杠杆：阻力臂位于支点和动力臂之间，如起子、划桨。

3.力臂的定义

-力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离。

4.力矩的定义

-力矩是指力与力臂的乘积，表示力对物体转动的影响。

5.杠杆的平衡条件

-动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1*L1=F2*L2。

6.力臂和力矩的计算

-力臂可以通过测量支点到力的作用线的垂直距离得到。

-力矩可以通过测量力和力臂的乘积得到。

7.杠杆的平衡状态

-当动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂时，杠杆处于平衡状态。

8.杠杆的平衡条件应用

-通过调整动力、阻力或力臂的长度，可以使杠杆达到平衡状态。

-在设计简单机械时，利用杠杆平衡条件可以提高效率。

9.杠杆在生活中的应用

-杠杆原理广泛应用于各种工具和机械中，如撬棍、钳子、剪刀、剪刀梯等。

10.杠杆在科技领域的应用

-杠杆原理在航空、航天、汽车等领域有广泛的应用，如飞机的起落架、汽车的转向系统等。

11.杠杆原理的教育意义

-通过学习杠杆原理，可以培养学生的观察力、实验能力和创新思维。

12.杠杆原理的实际应用案例分析

-通过分析生活中的实例，如设计一个简易杠杆来提升重物，帮助学生理解杠杆原理的应用。

13.杠杆原理的拓展知识

-探讨杠杆原理在不同环境下的应用，如不同材质、不同形状的杠杆对平衡状态的影响。

14.杠杆原理的数学表达

-利用数学公式描述杠杆平衡条件，如F1*L1=F2*L2。

15.杠杆原理的实验验证

-通过实验验证杠杆平衡条件，如使用弹簧测力计测量力、力臂和力矩。

16.杠杆原理的实践应用

-设计并制作简单的杠杆机械，如撬棍、剪刀等，提高学生的实践能力。内容逻辑关系①杠杆的基本概念

①.杠杆的定义

②.杠杆的组成

③.杠杆的分类

②杠杆的力学特性

①.力臂的定义

②.力矩的定义

③.杠杆的平衡条件

③杠杆的分类与特点

①.第一类杠杆的特点

②.第二类杠杆的特点

③.第三类杠杆的特点

④杠杆的应用

①.杠杆在生活中的应用实例

②.杠杆在科技领域的应用实例

③.杠杆应用的分析

⑤杠杆的实验验证

①.实验目的

②.实验步骤

③.实验结果与分析

⑥杠杆原理的教育意义

①.培养学生的观察力

②.培养学生的实验能力

③.培养学生的创新思维

⑦杠杆原理的拓展

①.杠杆在不同环境下的应用

②.杠杆原理的数学表达

③.杠杆原理的实践应用反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学法：在讲解杠杆原理时，结合实际生活中的案例，如撬棍、钳子等，让学生通过案例了解杠杆的应用，提高学生的实际操作能力。

2.实验探究法：设计一系列实验，让学生亲自动手操作，观察杠杆在不同条件下的平衡状态，从而加深对杠杆原理的理解。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学组织：在实验环节，部分学生参与度不高，实验操作不够规范，导致实验效果不佳。

2.教学方法：在讲解杠杆分类时，部分学生难以区分不同类型杠杆的特点，需要进一步优化教学方法。

3.教学评价：评价方式较为单一，仅通过课堂表现和实验报告来评价学生的学习成果，缺乏对学生创新能力的评价。

反思改进措施（三）改进措施

1.优化教学组织：在实验环节，加强学生的组织纪律，确保每位学生都能参与到实验中来。同时，对实验操作进行规范，提高实验效果。

2.丰富教学方法：在讲解杠杆分类时，采用多种教学方法，如对比分析法、讨论法等，帮助学生更好地理解和区分不同类型杠杆的特点。

3.完善教学评价：在评价方式上，除了课堂表现和实验报告，增加对学生创新能力的评价，如设计一个基于杠杆原理的创新实验，以激发学生的创新思维。

4.加强师生互动：在课堂上，鼓励学生提问，及时解答学生的疑惑，提高学生的学习兴趣和积极性。

5.注重实践应用：结合实际生活，引导学生思考杠杆原理在现实中的应用，提高学生的实际操作能力。

6.拓展教学内容：在讲解杠杆原理的基础上，引入相关拓展知识，如杠杆在不同环境下的应用、杠杆原理的数学表达等，丰富教学内容，提高学生的知识面。课后作业1.实验分析题：

设计一个实验，验证杠杆平衡条件F1*L1=F2*L2。请描述实验步骤、所需材料和预期结果。

答案：实验步骤：

a.准备一根杠杆、一个钩码和一个弹簧测力计。

b.将杠杆水平放置，并在一端挂上钩码。

c.使用弹簧测力计测量钩码的重力F2。

d.记录下钩码到支点的距离L2。

e.在杠杆的另一端施加一个力F1，使杠杆平衡。

f.使用弹簧测力计测量施加的力F1。

g.记录下力F1到支点的距离L1。

预期结果：计算F1*L1和F2*L2，如果两者相等，则验证了杠杆平衡条件。

2.应用题：

一个钳子的动力臂是阻力臂的两倍，如果施加在钳子动力臂上的力是10N，那么钳子能够施加的最大阻力是多少？

答案：根据杠杆平衡条件F1*L1=F2*L2，动力臂是阻力臂的两倍，即L1=2L2。将已知条件代入公式，得到10N*2L2=F2*L2，解得F2=20N。因此，钳子能够施加的最大阻力是20N。

3.设计题：

设计一个简单机械，利用杠杆原理来提升重物。请描述机械的设计原理和预期效果。

答案：设计原理：

a.选择一个合适的支点，如一根横杆。

b.在支点的一端固定一个动力臂，如一个长杆。

c.在动力臂的另一端施加一个力，如用手推。

d.在支点的另一端固定一个阻力臂，如一个吊钩。

e.在阻力臂的末端挂上重物。

预期效果：通过施加动力，动力臂和阻力臂的力矩相等，实现重物的提升。

4.分析题：

一个杠杆的动力臂是阻力臂的三倍，如果动力臂上的力是15N，那么阻力臂上的力是多少？

答案：根据杠杆平衡条件F1*L1=F2*L2，动力臂是阻力臂的三倍，即L1=3L2。将已知条件代入公式，得到15N*3L2=F2*L2，解得F2=5N。因此，阻力臂上的力是5N。

5.应用拓展题：

一个农民使用一根长2米的杠杆来提升重物，他施加的动力是20N，如果重物的重量是60N，那么杠杆的支点距离动力臂的末端有多远？

答案：根据杠杆平衡条件F1*L1=F2*L2，动力臂的长度是2米，即L1=2m。将已知条件代入公式，得到20N*L1=60N*L2，解得L2=2m。因为动力臂和阻力臂的长度之和等于杠杆的总长度，所以L2=2m，支点到动力臂末端的距离也是2m。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的参与度较高，积极回答问题，能够主动参与到讨论中。大部分学生能够正确理解杠杆的基本概念和分类，对于力臂和力矩的计算也有较好的掌握。但在实际操作中，部分学生对于力臂的测量不够精确，需要进一步练习。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论环节中，学生们能够根据所学的杠杆原理，设计出简单的杠杆机械，并能够解释其工作原理。在展示成果时，学生们能够清晰、有条理地表达自己的观点，体现了良好的团队协作能力。

3.随堂测试：

随堂测试结果显示，学生对杠杆的基本概念和分