八年级物理科学探究杠杆的平衡条件教学案.doc

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教学目标：一、知识与技能：1、知道什么是杠杆及其五要素。2、会画动力臂和阻力臂。3、会对杠杆进行分类。 二、过程与方法：通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件。三、情感态度与价值观：1、培养学生的评估能力，有评估探究过程和探究结果的意识。2、培养学生探索杠杆在日常生活中应用的兴趣。结合我国古代劳动人民对杠杆的研究和应用实例的介绍，激发学生对祖国古代文明的自豪感，进而唤起他们对祖国的热爱。教学重点：1、知道什么是杠杆及其五要素。2、会画动力臂和阻力臂。3、通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件。教学难点：1、会画动力臂和阻力臂。2、会对杠杆进行分类。教学用具：多媒体课件；分组实验用杠杆，钩码（共组）；剪刀，硬纸片；钳子，铁丝；核桃钳，核桃；羊角锤，铁钉，木块；水桶两只，简易扁担；带盖酒瓶，开瓶器等。教学过程：一、创设情境，引入课题：1、 师：（师生问好后）同学们平常学习挺紧张的，下面我们一起来通过一段视频放松一下好不好？视频播放：海尔哥哥在火山岛上利用杠杆把巨石推到悬崖下。2、 生：观看视频，思考原因。3、 师：与大力士相比，海尔哥哥是弱小的，但他却借助一根普通的木棒获得了巨大的力量。大家知道吗？这根普通的木棒此时就成了人们常用的一种机械，我们把它叫作杠杆！接下来，就让我们一起来认识一下杠杆吧！板书：第一节 科学探究：杠杆的平衡条件 一、认识杠杆二、自主学习与合作共建：（一）认识杠杆1、师：在生产、生活中，人们常常需要借助机械来完成一些特定的任务。从天上的飞机、海中的轮船到公路上的汽车，从工厂中的机床、工地上的起重机到家里的剪刀，都是人类发明的机械。今天，我也带来一些机械，大家注意观察！演示：（1）核桃钳夹碎核桃（2）钳子掐断铁丝（3）剪刀剪开硬纸片。刚才同学们看到的工具虽然用途不同、形状各异，但却有着共同的特点，请同学们结合着实物与图片上展示的物体思考：这些机械到底有着怎样的共同特点？2、生：观察、思考，尝试发现共同的特点。(大约1分钟)3、师：哪位同学愿意把自己的发现与大家分享？4、生：部分学生展示发现，其它学生听讲、思考。5、师：（一些鼓励、肯定的话语如：嗯、很好、棒极了等）刚才这几位同学太棒了，给他们来点掌声！硬棒、使用时受到动力和阻力的作用、绕着一固定点转动是这些机械的共同特点！物理学中，这种在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。杠杆虽然简单，但用途十分广泛。（板书杠杆的概念）6、师：图片展示更多的杠杆让学生观察。7、师：为了更深入的研究杠杆，我们需要了解与杠杆相关的一些概念；图10-2是从众多杠杆中抽象出来的理想模型。当然在实际运用中也能发现他的影子。下面给1分钟的时间，请同学们认真观察图片、阅读文字！图片及文字展示图102；在黑板上板书：2、五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。哪位同学给大家读一读？8、师：下面我们一起来练一练画力臂；展示”即学即练”。9、生：完成题目；展示答案。10、师：简单评价；如何画力臂呢？请看我给同学们的总结。图片及文字展示：如何画力臂：（1）先找杠杆的支点；（2）沿力的方向画出力的作用线（力的作用线即从力的作用点起沿力的方向所画的直线，一般用虚线，必要时进行正向或反向延长）；（3）从支点向力的作用线作垂线；（4）用大括号（或双箭头）标注力臂。（二）杠杆的平衡1、师：（调节使杠杆在水平位置平衡）请同学们看着讲台上的杠杆！当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说此时杠杆处于平衡状态。在生产、生活实践中，人们常利用杠杆的平衡解决问题，如利用杠杆的平衡制造称量物品的天平。同学们知不知道用扁担挑水的事情？它就是杠杆平衡的一具体利用。恰巧，老师制作了一简易扁担，哪位愿意上台来体验一下？2、生：一生上台体验其他学生观察。3、师：（学生挑起水桶在水平位置静止时）当我往其中一水桶里再注入一些水（注水），要让杠杆再次在水平位置平衡，应该怎么做？请其他同学注意观察动力、动力臂，阻力、阻力臂都发生了什么改变？4、生：展示发现。5师：同学们看到，刚才力和力臂都发生了改变。那么，杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系呢?这就是我们接下来要探究的问题！请同学们参考刚才的提示进行大胆的猜想吧！6、生：猜想杠杆平衡需要满足的条件。（大约1分钟）7、师：哪位同学愿意把自己的猜想与大家分享？8、生：展示猜想。9、师：（在黑板旁侧板书猜想）这几位同学的表现太出色了，给予掌声鼓励！有了猜想，离真理又近了一步！我们如何证明自己的猜想是正确的呢？（由学生回答引出实验探究）10、师：请同学们看着自己桌上的装置，我们就用它来探究杠杆的平衡条件。实验前，需要同学们通过调节两端的平衡螺母使杠杆在水平位置静止，杠杆在自身重力的作用下平衡，这样做的好处是我们可以从杠杆上直接读出力臂，大家可以简单思考一下原因；两边悬挂的钩码产生的竖直向下的拉力作为动力和阻力，这个装置中，动力和阻力没有严格的区分；实验时，分别改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系；下面请同学们以小组为单位进行实验，实验过程中注意：（1）组内同学密切配合，往杠杆上悬挂钩码时、改变钩码个数和悬挂位置时，要用手扶好杠杆，防止杠杆翻转（2）注意正确记录数据。11、生：以小组为单位进行实验。（教师在教室内巡视指导，大约3分钟）12、师：请完成实验的小组和其他小组交流你们的结论！(约2分钟)13、师：大家都完成了吗？哪一组的同学把你们的实验成果给大家展示一下？14、生：展示实验成果（大约3组）。15、师：其他小组的结论与他们一样吗？（生答）你们真是太棒了！这样我们就发现了杠杆平衡的条件。板书：杠杆平衡的条件：动力x动力臂=阻力x阻力臂，即F1l1=F2l2。16、师：请同学们对自己的实验进行评估：实验过程是否合理？结论是否可靠？结论与猜想是否有差异？还有进一步的改进措施吗？（三）杠杆的运用1、师：杠杆虽然简单，但应用却十分广泛。再复杂的机械也是由简单机械组成。我国应用杠杆的历史悠久：图片展示：（a）舂（b）桔槔；如今，在我们的生产、生活中杠杆仍大量使用：图片展示：课本图105。我们使用杠杆就是要利用它的长处。那么，杠杆的运用有几种情况呢?请同学们结合杠杆的平衡条件，依据导学案完成对该部分内容的学习。2、生：进行自主学习。（教师在教室内巡视帮助学困生，大约4分钟）3、师：哪组的同学与大家分享一下自学成果？4、生：展示自学成果。5、师：其他组的答案与他们一样吗？（生答）嗯，总结的非常好！下面我们通过图片进一步了解一下吧！图片展示：（1）省力杠杆费距离(2)费力杠杆省距离。大家发现没有，机械也并非都是优点：无论哪一类杠杆都各有特长，运用时应扬长避短！其实，人的身体里也有一些杠杆！请大家在课下阅读“信息窗”及“交流与讨论”的内容，完成要求的任务。三、知能应用1、师：学以致用！一起来看看下面的题目该怎么解决吧？幻灯片展示题目：用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉，阻力F2为1500N，O到A的距离为1.5m，估算道钉撬所用最小动力F1。2、生：完成题目，相互交流。（师在教室内巡视）3、师：谁把答案展示一下？4、生：展示答案。 5、师：评价学生完成情况。四、课堂小结1、师：新课结束了，同学们都学到了哪些知识，还存在哪些疑惑？谁来说一说？2、生：畅谈收获与疑惑！3、师：幻灯片展示本节所学。五、诊断评价1、师：学的咋样？自我检测一下吧！请同学们完成导学案上检测题部分的第1、3、4、5、6、8题。2、生：完成题目。3、师：投放答案，学生对照进行评价。板书设计： 101 科学探究：杠杆的平衡条件一、认识杠杆 二、杠杆的平衡1、定义：条件：2、五要素：（1）支点O三、杠杆的运用（2）动力F11、省力：(3)阻力F22、费力：(4)动力臂l13、等臂：(5)阻力臂l2第十章机械与人第一节 科学探究：杠杆的平衡条件导学案 一、认识杠杆请同学们认真观察实物及图片，尝试写出它们的共同特点：1、 2、 3、 二、杠杆的平衡1、猜想与假设：杠杆的平衡需要满足什么条件?杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力阻力臂之间存在怎样的关系呢？请同学们根据提示，大胆写下你的猜想吧！（1） （2） （3） （4） （5） 2、数据记录：实验数据记录表格实验序号动力F1 /N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m123实验结论：杠杆的平衡条件： 。三、杠杆的运用理论分析：由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知：当l1 l2时，必须有F1 F2（选填“”，“”，或“=”），才能让杠杆平衡，此时杠杆为 杠杆（选填“省力” 、“费力” 、“等臂”）； 当l1”，“”，或“=”），才能让杠杆平衡，此时杠杆为 杠杆（选填“省力” 、“费力” 、“等臂”）； 当l1=l2时，则有F1 F2，杠杆既不省力，也不费力，被称为等臂杠杆。四、知能应用：A用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉，阻力F2为1500N，O到B点的距离为30cm,O到A的距离为1.5m，估算道钉撬所用最小动力F1。B五、评测练习：1、从支点到阻力作用线的垂直距离叫 。2、有一根重力为G的均匀粗细的木棒放在水平地面上，稍抬起一端，所需的力为 。3、把重为2N和12N的物体分别挂在杠杆的两端，杠杆平衡时，两力臂长度之比为 。4、请画出F1与F2的力臂：5、下列关于杠杆的说法中正确的是（ ）A、杠杆必须是一根直棒 B、杠杆不一定要有支点C、杠杆可以是直的，也可以是弯的 D、杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离6、在下图中，属于省力杠杆的是（ ）A钓鱼杆 B筷子 C镊子 D瓶盖起子7、如图所示，用力F拉杠杆的A点使它处在平衡状态。图中F1、F2、F3、F4表示力F的四种不同方向，其中能使杠杆保持平衡的最小拉力为（ ）AF1 BF2 CF3 DF48、如图所示是搬运泥土的独轮车，设车箱和泥土的总重G=1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F， F的大小至少是多少N？