杠杆 教学设计

杠杆教学设计周宁二中 陈东晴1、 教材分析杠杆选自人教版初中物理八年级下册第十二章简单机械第一节杠杆，是八年级物理的最后一章。教材第七、八章分别介绍了力的作用效果和平衡知识，第七、八章各用一节分别介绍了力的作用效果和平衡知识。教材第九、十章介绍了压强和浮力，从不同程度地渗透了这两个方面或其中一方面的知识。本节课是在学习了力和运动以及重力、弹力、摩擦力之后编排的。在本节课以前，学生已经学习了力学中的一些基本概念和规律，以及这些力学知识在生产生活中的应用。这节课是在学生已有力学知识的基础上，进一步了解一些简单机械及应用。通过本节课的学习，学生既可以对前面学过的力的概念和二力平衡有所巩固和加深，又可以对其他简单机械以及功和能的学习打下的基础。其内容是前面所学知识的扩展，也是后面滑轮、轮轴等其他一些简单机械的基础，本章其余各节所述的物理规律都是以杠杆平衡条件作为理论依据。杠杆平衡条件是贯穿于全章的主线，起到统领全章的作用。作为力的应用杠杆，是一种最简单机械之一，后面介绍的其他简单机械也是由杠杆引出，而复杂机械正是由简单机械所组成，因此把杠杆安排在这一节的位置既符合了由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性和系统性，讲解起来也比较容易被中学生接受。通过本节课的教学，继续向学生渗透物理来源于生活，经过观察、实验等手段建构物理模型，解决生产、生活中的实际问题。所以本节课无论是在培养学生学习方法上，还是锻炼学生思维能力等方面都起着重要的作用。本章内容与下章知识联系密切，学好本章知识就能为学习下章知识奠定基础。二、学情分析学生对生活中的简单机械比较熟悉，有丰富、直观的生活经验，这对于杠杆知识的理解很有帮助。在本节课以前，学生已经学习了力学中的一些基本概念和规律，以及这些力学知识在生产生活中的应用，具备了学习本节课的知识基础。杠杆是力学的进一步拓展和应用，这既符合学生的认知规律由易到难；同时又保持知识的结构性和系统性。初二学生的抽象思维能力不强，不喜欢老师的单独说教，更喜欢自己动手实验，在实验操作和分析中，更能训练学生的动手能力和思维能力。三、教学目标1.知识与技能目标认识杠杆，认识有关杠杆的几个概念。能从常见工具和简单机器中识别出杠杆。知道杠杆的平衡条件及杠杆的一些应用。2. 过程与方法经历绘制杠杆示意图的过程，体会科学抽象的过程。观察和操作杠杆，体会杠杆的作用。经历探究杠杆平衡条件的过程，学习分析实验现象，寻找数据间规律，从中归纳出实验结论的一般方法。3.情感与价值观关心生活、生产、自然现象中杠杆的使用。乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，具有利用杠杆方便自己生活的概念。认识科学探究中必须有探究精神。四、教学重难点1. 重点：理解杠杆的平衡条件。2. 难点：理解力臂的概念，会画力臂。五、教学方法初中物理课程标准提出了“从生活走向物理，从物理走向生活”这一理念，要求物理教学要贴近生活实际，贴近学生的亲身体验，激发学生主动探究物理现象，揭示物理的本质和规律。由此采用的教学方法是：采用启发式教学法、分析对比法、讲授法、多媒体辅助教学法等。六、教学用具杠杆、铁架台、钩码、弹簧测力计七、教学过程1、引入新课师：同学们，今天我们要来学习生活中常见的简单机械，首先大家来看一下白板上的图片，看看这些是什么东西？（PPT展示动态图片：活塞式抽水机、跷跷板、剪刀）师：同学们认真观察一下这些动图，他们在工作的时候有什么特点？生1：工作的时候，它们都会绕着一个点进行转动。生2：都受到了力。生3：都是硬的材质制成的。2、进行新课师：我们把这类在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。在我们生活中，有许多杠杆的例子，同学们可以举出一些例子吗？生1：铡刀。生2：托盘天平。生3：镊子。生4：老虎钳。生5：称。生6：船桨。.师：同学们都说的很棒，杠杆不仅仅存在我们的生活还存在我们的学习当中，比如说我们用的笔也是属于杠杆。PPT展示：师：杠杆不仅仅存在我们现在的生活中，早在两千多年前古人就已经开始运用杠杆了，比如说捣谷的舂、汲水的桔槔、战国时期所用的投石机，以及古埃及人利用杠杆等手段建造出来的金字塔。PPT展示：师：曾经伟大的古希腊哲学家、物理学家阿基米德曾经说过：“给我一个支点和足够长的硬棒,我可以撬动整个地球。”从阿基米德的豪言壮语和金字塔的建造中可以看出：小小的力通过杠杆可以变成大大的力，为什么会这样呢？我们要知道这个原因就先来认识一下杠杆的几个定义。师：首先我们来看一下刚刚的那个剪刀，通过刚才同学们的分析，我们知道剪刀在工作的时候会绕着固定点转动，在物理学中把这个固定点称之为是什么？生：支点。师：为什么刚刚会转动？生：因为受到了力。能使杠杆转动的力称之为动力。师：杠杆除了受到动力还受到什么力？生1：重力。生2：阻力。师：阻力体现在哪里？生：体现在剪东西的地方，这个力阻碍了杠杆转动，所以称之为阻力。PPT展示：师：我们知道如果剪的纸张越厚表示杠杆受到阻力比较大，所以动力也要大一点，说明了动力的大小与阻力有关，那还跟什么有关呢？生1：跟力的方向有关。生2：跟力的作用点有关。师：既然同学们猜想过了，那我们就要用实验来进行验证。我们应该怎么做这个实验呢？生1：所用实验器材有杠杆、弹簧测力计和钩码，将钩码挂在杠杆的一边，在另一边的等位置处挂上弹簧测力计，第一次沿竖直方向向下拉，使杠杆处于水平位置平衡，记录数据；第二次沿一定角度向下拉，使杠杆处于水平位置平衡，记录数据；第三次沿较大的角度向下拉，使杠杆处于水平位置平衡，记录数据。最后通过总结分析数据，得出结论。生2：所用实验器材有杠杆、弹簧测力计和钩码，将钩码挂在杠杆的一边，在另一边挂上弹簧测力计，第一次在第一格处沿竖直方向向下拉，使杠杆处于水平位置平衡，记录数据；第二次在第二格处沿竖直方向向下拉，使杠杆处于水平位置平衡，记录数据；第三次在第三格处沿竖直方向向下拉，使杠杆处于水平位置平衡，记录数据。最后通过总结分析数据，得出结论。师：同学们都讲得很棒，实验过程也清晰明了，但是光说不练假把式，接下去让我们自己动手做实验吧！（学生自己动手做实验，教师巡视指导。）PPT展示：师：情几位同学来和我们分享一下实验数据，有谁愿意来分享一下？生1：实验数据为 N， N， N。师：由这个实验数据，我们可以得出什么样的实验结论？生：当力的作用点相同时，角度越大，动力就越大。师：那你们知道这是为什么吗？学生思考。师：如果我们延长力的作用线，过支点O做作用线的垂线，我们会发现什么呢？生：垂线越来越短了，力就越来越大了。师：在物理学中，我们把支点到作用线的垂直距离称之为力臂。我们发现力臂越小，力就越大。师：那么另外一组实验，有没有同学愿意分享？生2：实验数据为 N， N， N。师：由这个实验数据，我们可以得出什么样的实验结论？生：当力的方向相同时，离支点越远，力臂越大，力就越小。师：对于杠杆来说，它有几个力臂？分别是什么力臂？生：两个，动力臂和阻力臂。师：那同学们能帮忙下关于动力臂和阻力臂的定义吗？生1：支点到动力作用线的垂直距离称为动力臂。生2：支点到阻力作用线的垂直距离称为阻力臂。PPT展示：师：接下来大家试着画出这个杠杆的五要素。（学生动手画图。）PPT展示：师：现在找几位的同学的图来看看。（利用投影展示几位同学的作业。）师：通过实践，我们可以总结一下画图的步骤，分别是哪几步？生：第一步标出支点O；第二步找到动力和阻力，画出力的作用线；第三步过支点画出力作用线的垂线；第四步标出垂足符号和L1、L2。PPT展示：师：刚刚我们讲了杠杆的五要素，现在要讲本节课的一个重点内容：杠杆平衡条件，那什么是杠杆平衡呢？之前我们学习过力的平衡，如果物体处于静止或者匀速直线运动，我们就说物体处于平衡状态。类比这个定义，杠杆平衡又应该怎么定义呢？生：杠杆在动力和阻力的作用下处于静止状态，我们就说杠杆平衡。师：那杠杆平衡需要什么条件呢？杠杆平衡与什么因素有关？生：杠杆是否平衡与动力、阻力有关，而动力与阻力又与力臂有关，所以我认为杠杆平衡与动力、阻力、动力臂和阻力臂有关。师：既然我们得到猜想，我们要用实验来进行验证。那么认为本实验所需要的实验器材有哪些？生：杠杆、钩码、弹簧测力计。PPT展示：师：做实验之前，我们的杠杆要不要在平衡状态？生：要。师：那要是在什么位置平衡？为什么？生：要在水平位置上平衡，因为这样可以更好地读出力臂的值。师：这位同学回答的非常好，等我们调完之后要怎么做？生：在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡，将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。然后改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。师：那么接下去就开始自己动手做实验吧，将得到的数据记录如图所示的表格当中。（学生自己动手做实验，教师巡视指导。）PPT展示：师：有哪位同学可以分享一下实验数据？（利用投影，将多组学生的表格投放在白板上。）师：通过这些数据，同学们可以得出什么结论呢？（学生相互讨论，得出结论。）生：如果将动力和动力臂相乘、阻力和阻力臂相乘，两者的乘积差不多是相等的，所以我们认为当动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂的时候，杠杆处于平衡状态。师：同学们总结得非常好，反过来说杠杆平衡条件就是：动力动力臂=阻力阻力臂。我们也可以写成 ，或者是 。3、 课堂练习师：接下来我们利用这两个公式，来做几道习题。PPT展示：4、 课堂小结师：刚刚同学们的作业完成的都不错，现在大家来回想一下这节课我们学习了什么？学生进行讨论、分享，找几位同学进行概括总结。PPT展示：5、 作业布置8、 板书设计第1节 杠杆1、 定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆2、 五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂3、 杠杆的画法步骤4、 杠杆平衡1. 定义：杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡。2. 条件：动力动力臂=阻力阻力臂9、 教学反思学生在日常生产和生活中对于一些属于杠杆的简单机械已有一定的知识经验和感性认识，因此，在教学中要充分发挥学生的主体作用，通过对身边各种杠杆的探究，激发学生的好奇心和求知欲，培养学生的创新能力，让学生热爱生活，让课堂充满活力，使知识的掌握在探究过程中不知不觉地完成，从而缩短生活与物理的距离，让学生真切地体会到“从生活走向物理，从物理走向社会”这一理念。本节课的亮点在于一开始利用动态图像的形式，抓住学生的眼球，引起学生的学习兴趣；利用两个探究实验调动课堂气氛，提高学生动手操作能力和分析概括能力，不断地提高学生对学习物理的兴趣。但是本节课也存在许多不足