沪科版八年级物理科学探究：杠杆的平衡条件教学设计

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沪科版八年级物理科学探究：杠杆的平衡条件教学设计
10.1科学探究：杠杆的平衡条件
时    间  主备人  使用人
课    题 第一节科学探究杠杆的平衡条件 课  型 科学探究
教学目标 按照课程标准，本节的学习目标如下：
（1）知识与技能目标：知道什么是杠杆；了解支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂的概念；知道杠杆平衡的条件。
（2）过程与方法目标：经历“探究杠杆平衡条件”的过程，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，体验科学探究的乐趣，培养严谨的科学态度和科学精神。
教学重点 教学重点：探究杠杆平衡条件
教学难点 教学重点：探究杠杆平衡条件
课    时  1课时
教学设想 (1)列举日常生活、生产劳动中的一些事例，结合图示的方式呈现课程标准与内容标准，杠杆及有关杠杆的几个概念，通过课本图10—1和图10—2示出一些学生熟悉的器具，让学生 通过视图想想这些器具的使用，从中发现它们的共同特征，进而建立杠杆的概念，认识力臂的意义，明确这些器具在使用过程中支点、动力臂、阻力臂的位置，最终达到能根据实际需要正确选择和使用杠杆的目的。
(2)用完成科学探究的全过程的方式呈现课程标准与内容标准探究杠杆的平衡条件。课本通过“提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、交流与合作、评估”等科学探究的几个主要环节引导学生操作，并得出结论。
总之，本节较充分地体现了课程标准中提出的“从生活走向物理，从物理走向社会”，注重科学探究，提倡教学方式多样化等基本理念。
教学过程
教师活动 学生活动
一、创设情境，导入新课：（3min）
阿基米德名言：“给我一个立足点和一根足够长的硬棒，我就能移动地球。”为话题，提出疑问。由此导入新课，板书课题。
教师利用多媒体展示：生活中的杠杆(如开瓶器、扳手剪刀、天平、核桃夹等。请根据学习目标和自学指导进行学习。
二、出示学习目标：（2min）
1.能从现实生活中感受杠杆，理解力臂，会画有关杠杆受力的力臂
2.会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题
3.知道杠杆的分类 特点及在现实中的广泛运用
三、出示学习指导：（25min）
1、认识杠杆：
【观察】生活中的杠杆：开瓶器、扳手、剪刀、天平等。通过讨论说出他们有什么共同的特征？
【归纳】在      的作用下，能       硬棒，物理学中叫杠杆。
2、自学指导一：杠杆五要素：
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用O表示
（2）动力：作用在杠杆上，使杠杆转动的力，用F1表示
（3）阻力：作用在杠杆上，阻碍杠杆转动的力，用F2表示
（4）动力臂：是指支点到       的距离，用L1表示
（5）阻力臂：是指支点到       的距离，用L2表示
画出上面5个杠杆的五要素：
注意：（1）画力臂三步骤：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）。
（2）力臂是支点到力的作用线的距离，而不是从支点到力的作用点的距离。
（3）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。
（4）力臂不一定在杠杆上，如图所示     
（5） 若力的作用线过支点，则它的力臂为零。
问题思考：
杠杆必须是直的吗？（       ）  支点一定在杠杆上吗？（        ）
3、自学指导二：探究杠杆的平衡条件　
杠杆平衡指杠杆在动力和阻力的作用下    。
（1）、问题：你有过玩翘翘板的经历吗？当跷跷板平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在怎样的定量关系呢？你的猜测是：            

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（2）、实验探究：
利用右图装置，进行探究，思考与讨论：
A、杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用？                                
B、为什么要求杠杆静止在水平位置呢？
A、作用是调节杠杆自身的平衡。
B、因为这样力臂的数值在杠杆上，就能直接读出或量出。
探究F1、F2、L1、L2之间的关系。
①、进行实验与收集证据。
指导：改变钩码数目，移动其悬挂的位置，使杠杆平衡，将数据填入下表。
②、分析数据
提问：你对你的数据进行分析处理，得出结论
同学们探究“杠杆的平衡条件”时，分别得到下面一组数据
次数 动力（N） 动力臂（cm） 阻力（N） 阻力臂（cm）
1、2、3三组实验使用钩码做的，可以得出，杠杆平衡时需要满足的条件是：               
4、5组实验使用钩码和弹簧测力计结合做的，根据你的结论把4、5两栏填上适当的数据实验中若弹簧测力计没有竖直拉，它的示数会            ，这是因为                    
应用：
1、在研究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。他们经过实验，获得了下述数据：
动力 动力臂 阻力 阻力臂
4 5 5 4
于是，他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题：         
4、自学指导三：杠杆的应用
（1）.画出以下几个杠杆的动力、动力臂、阻力、阻力臂。
①羊角锤拔钉子    ②收渔网   ③ 缝纫机脚踏板      ④天平
（2）、比较以上三种杠杆中的动力、动力臂的大小，学习三种类型的杠杆。
省力杠杆：L1>L2，省力但费距离，如①
费力杠杆：L1<L2，费力但省距离，如②
等臂杠杆：L1=L2，既不省力也不省距离，如④
（3）．请同学们举例，生活中都有哪些杠杆，分别属于什么类型？有没有既省力又省距离的杠杆呢？
四、课堂小结：（5min）
五、当堂检测：（10min）
1．使用杠杆要省力，应当用动力臂______阻力臂的杠杆；如果使用的是费力杠杆，应使动力臂_______阻力臂，使用此类杠杆可以________；天平是________杠杆；不论哪类杠杆都不能既_________又_________。
2．下列事例中，利用了杠杆工作的是（     ）
A．在湖水中用浆划水     
B．用弹簧测力计测量物体的重力
C．用打气筒给自行车打气   
D．跳伞运动员利用降落伞从空中落下
3．下列属于省力杠杆的是（     ）
A．夹酒精棉球的镊子          B．吊车上的起重臂
C．拔铁钉的羊角锤            D．往锅炉里送煤的铁锹
4.用杠杆撬一块质量为1t的石头，如果动力臂为200cm，阻力臂为20cm，那么至少要用________的动力才能把石头撬动。 引发思考
多媒体出示学习目标
认真阅读学习目标。

多媒体出示学习指导：
根据学习指导自学自主学习认识杠杆。

根据学习指导自学自主学习自学指导一：杠杆五要素

根据学习指导自学自主学习自学指导二：探究杠杆的平衡条件


根据学习指导自学自主学习自学指导三：杠杆的应用

多生相互补充

利用多媒体出示答案，学生根据自身情况小组内消化相关知识，也可以小组互助，教师在最后给予指导。

板书设计
杠杆相关概念：           杠杆的平衡条件：               杠杆的运用：
支点：                                                  等臂杠杆：
动力：                                                  省力杠杆：
阻力：                                                  费力杠杆：
动力臂：                                                阻力臂
教后反思


科学探究：《杠杆的平衡条件》当堂达标

一、填空题
1.一根硬棒，在        下能绕着      转动，这根硬棒就是杠杆.支点是         ；动力是           ；阻力是               ；阻力臂是                  .在日常生活中我们使用的工具属于杠杆的有跷跷板、     、      等.
2.杠杆的平衡条件是                  ，如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍，当杠杆平衡时，动力是阻力的      倍.
3.如果作用在杠杆上的动力是80 N，动力臂是40 cm，阻力臂是10 cm，杠杆平衡时，阻力是      .
4.在下列日常生活使用的工具中：省力的杠杆有_________________；费力的杠杆有_________________；
既不省力也不费力的杠杆有_________________.①撬棒②天平③筷子④铡刀⑤脚踏  刹车⑥镊子⑦ 起子⑧钓鱼杆
5.一条扁担长1.5 m，前端挂200 N重的货物，后端挂300 N重的货物，肩膀应离扁担的前端_____ m才能使其刚好平衡.
6.如图12—6所示，用一个小小的弹簧秤，竟然称出了大象的重，他用了一根10 m长的槽钢，当槽钢呈水平平衡时，弹簧秤和大象到悬挂点的距离分别是9.54 m和0.06 m，若弹簧秤指示着20 kg的重量，则大象和铁笼共重约_____t.

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二、选择题

7.在图12-7中，杠杆有可能平衡的是（    ）

A.甲图的杠杆B.乙图的杠杆C.丙图的杠杆D.丁图的杠杆

8.两个小孩坐在跷跷板上，恰好处于平衡，此时（   ）
A.两个小孩重力一定相等               B.两个小孩到支点的距离一定相等
C.两个小孩质量一定相等               D.两边的力臂与小孩重力的乘积相等
9.一个杠杆已经处于平衡状态，如果在这个杠杆上再施加一个作用力，则（   ）
A.杠杆仍有可能平衡，只要这个力加在动力一边
B.杠杆仍有可能平衡，只要这个力加在阻力一边
C.杠杆仍有可能平衡，只要这个力的作用线通过支点
D.杠杆不可能平衡，因为多了一个力
10.如图12—8所示要使杠杆平衡，作用在A点上的力分别为F1 、F2 、F3 ，其中最小的力是（    ）
A.沿竖直方向的力F1最小             B.沿垂直杠杆方向的力F2最小
C.沿水平方向的力F3最小             D.无论什么方向用力一样大
11.如图12—9所示，把一根均匀的米尺，在中点O支起，两端各挂四个钩码和两个钩码，恰好使米尺平衡，按下列方式增减钩码或移动钩码，下列几种方式仍能保持米尺平衡的是（    ）
A.两边各加一个钩码
B.两边钩码各向外移动一格
C.左边增加一个钩码，右边向外移动一格
D.左右两边的钩码各减少一个
12.如图12—10所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆（    ）
A.始终是省力杠杆
B.始终是费力杠杆
C.先是省力的，后是费力的
D.先是费力的，后是省力的

三、作图题
1．画出图中各力的力臂：

当堂达标答案
一、填空题
1.力的作用  固定点  杠杆绕着转动的固定点  使杠杆转动的力  阻碍杠杆转动的力  从支点到阻力作用线的距离  台秤  剪刀  钳子
2.F1L1=F2L2  0.2
3.320 N
4.①④⑤⑦  ③⑥⑧  ②
5.0.9 m  
6.3.18
二、选择题
7.D  8.D  9.C  10.B  11.C  12.C
三、作图题