2024八年级物理下册 第六章 力和机械6.5 探究杠杆的平衡条件教学设计（新版）粤教沪版

2024八年级物理下册第六章力和机械6.5探究杠杆的平衡条件教学设计（新版）粤教沪版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：探究杠杆的平衡条件

2.教学年级和班级：八年级（2）班

3.授课时间：2024年10月26日星期三第2节课

4.教学时数：1课时

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亲爱的同学们，大家好！今天我们来上一堂有趣的物理课——探究杠杆的平衡条件。让我们一起走进杠杆的世界，感受力与平衡的奇妙魅力吧！🌟二、核心素养目标1.科学探究能力：通过实验探究杠杆的平衡条件，提升观察、实验、分析问题的能力。

2.科学思维：学会运用控制变量法，理解力矩和力臂的关系，发展逻辑推理和抽象思维能力。

3.科学态度与责任：认识到科学知识来源于实践，培养严谨的科学态度和勇于探索的精神。

4.科学、技术、社会、环境（STEAM）意识：了解杠杆在生活中的应用，增强对科学技术与人类生活的联系的认识。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

同学们在上学期已经学习了力的基本概念，对力的三要素和力的合成有了初步的了解。在探索简单机械的课程中，对滑轮和斜面等简单机械的工作原理也有所接触。这些基础知识为今天探究杠杆的平衡条件打下了良好的基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

八年级的学生对物理现象充满好奇，尤其是机械类的知识，他们对杠杆这种日常生活中常见的工具特别感兴趣。学生的学习能力较强，能够接受新的概念，但在抽象思维和逻辑推理方面还有待提高。大多数学生偏好通过动手实验来学习，喜欢在探索中发现规律。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在探究杠杆的平衡条件时，学生可能会遇到如何控制变量、如何正确测量力臂长度和力的作用点等问题。此外，对于力的分解和合成的理解可能会影响他们对力矩概念的掌握。部分学生可能在逻辑推理上遇到困难，难以理解力矩与力臂长度和力的乘积之间的关系。因此，教学过程中需要通过多种教学方法帮助学生克服这些挑战。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都准备了粤教沪版八年级物理下册教材，特别是第六章“力和机械”的相关内容。

2.辅助材料：准备与杠杆平衡条件相关的图片、图表和动画视频，以帮助学生直观理解概念。

3.实验器材：准备杠杆、钩码、刻度尺、弹簧测力计等实验器材，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：布置实验操作台，划分小组讨论区，确保学生有足够的空间进行实验和讨论。五、教学流程一、导入新课（用时5分钟）

详细内容：

1.展示生活中常见的杠杆应用，如扳手、剪刀、天平等，引导学生回顾杠杆的基本概念。

2.提问：“你们知道杠杆是如何工作的吗？它的平衡条件是什么？”

3.引导学生思考：“如果我们想要让杠杆平衡，应该怎样调整力和力臂？”

4.介绍本节课的学习目标：探究杠杆的平衡条件，并学会运用杠杆原理解决实际问题。

二、新课讲授（用时15分钟）

1.引入力矩的概念，通过动画演示力矩的形成和作用。

2.讲解力矩的计算公式：力矩=力×力臂。

3.通过实验演示，让学生观察杠杆在不同条件下的平衡状态，引导学生发现杠杆的平衡条件。

三、实践活动（用时15分钟）

1.实验一：设置杠杆平衡实验，让学生观察杠杆在不同力臂长度和力的大小下的平衡状态，记录数据。

2.实验二：改变杠杆两端的力臂长度，保持力的大小不变，观察杠杆的平衡状态。

3.实验三：保持力臂长度不变，改变力的大小，观察杠杆的平衡状态。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论内容一：如何根据实验结果总结出杠杆的平衡条件？

举例回答：根据实验结果，我们可以得出结论：杠杆在平衡时，两端的力矩相等。

2.讨论内容二：在现实生活中，如何应用杠杆原理解决问题？

举例回答：例如，使用撬棍撬起重物，就是利用了杠杆原理。

3.讨论内容三：如何判断一个杠杆是否能够平衡？

举例回答：通过计算两端的力矩，如果力矩相等，则杠杆能够平衡。

五、总结回顾（用时5分钟）

1.回顾本节课的学习内容，强调杠杆的平衡条件：两端的力矩相等。

2.强调力矩的计算方法：力矩=力×力臂。

3.提醒学生，在解决实际问题时，要学会运用杠杆原理，提高解决问题的能力。

本节课通过实验探究、小组讨论等方式，让学生深入理解杠杆的平衡条件，掌握了力矩的计算方法。在教学过程中，注重培养学生的科学探究能力和科学思维，激发学生的学习兴趣。通过实践活动，让学生将理论知识与实际生活相结合，提高解决实际问题的能力。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确地描述杠杆的概念，理解杠杆的平衡状态。

-学生掌握了力矩的计算公式，能够运用公式计算不同情况下的力矩。

-学生能够识别并分析生活中的杠杆应用，理解其工作原理。

2.能力提升：

-科学探究能力：通过实验探究活动，学生学会了如何设计实验、收集数据、分析结果，提高了科学探究的能力。

-实践操作能力：学生在实验过程中，学会了使用杠杆、钩码、刻度尺等实验器材，提升了动手操作的能力。

-问题解决能力：学生通过分析实验数据，学会了如何运用杠杆原理解决实际问题，提高了问题解决的能力。

3.思维发展：

-逻辑思维能力：在探究杠杆平衡条件的过程中，学生学会了运用控制变量法，培养了逻辑推理的能力。

-抽象思维能力：学生通过理解力矩与力臂的关系，提高了抽象思维能力，能够从具体实例中抽象出普遍规律。

-创新思维能力：在讨论如何应用杠杆原理解决实际问题时，学生能够提出创新的解决方案，培养了创新思维能力。

4.情感态度与价值观：

-科学态度：学生在实验探究中，养成了严谨、求实的科学态度。

-探索精神：学生通过探究活动，激发了探索未知、追求真理的探索精神。

-团队合作：在小组讨论和实验中，学生学会了与他人合作，提高了团队合作意识。

5.应用能力：

-学生能够将杠杆原理应用于日常生活中的实际问题，如设计简易机械、解决生活中的力学问题等。

-学生在解决实际问题的过程中，能够运用所学知识，提高解决实际问题的能力。七、板书设计①本文重点知识点：

-杠杆的概念：一种可以绕固定点转动的硬棒。

-力矩：力与力臂的乘积。

-杠杆的平衡条件：动力矩等于阻力矩。

②关键词：

-杠杆

-力矩

-力臂

-平衡条件

③重点词句：

-“杠杆是一种可以绕固定点转动的硬棒。”

-“力矩是力与力臂的乘积，公式为M=F×l。”

-“杠杆的平衡条件是动力矩等于阻力矩，即M动=M阻。”

-“在杠杆平衡时，动力臂和阻力臂的长度成反比，而动力和阻力成比例。”八、课后作业1.实验练习题

-题目：使用杠杆原理设计一个简单的机械装置，如撬棍，并解释其工作原理。

-答案：设计一个撬棍，其一端固定在撬动物体的下方，另一端施加力。当施加的力大于物体所受的重力时，由于杠杆的力臂较长，可以产生足够的力矩来撬动物体。工作原理是利用杠杆的平衡条件，即动力矩等于阻力矩。

2.计算题

-题目：一个杠杆的阻力臂是10cm，施加的力是5N，如果动力臂是20cm，求施加的动力。

-答案：根据杠杆的平衡条件，动力矩等于阻力矩，即F动×L动=F阻×L阻。代入已知数值，5N×20cm=F动×10cm，解得F动=10N。

3.应用题

-题目：一个农民使用杠杆将重100kg的货物提升到2米高的地方，如果杠杆的阻力臂是1.5米，求农民需要施加的力。

-答案：首先计算货物的重力，G=m×g=100kg×9.8m/s²=980N。然后根据杠杆的平衡条件，F动×L动=G×L阻，代入已知数值，F动×1.5m=980N×2m，解得F动=1312N。

4.选择题

-题目：以下哪个说法是正确的？

A.杠杆的平衡条件是动力臂大于阻力臂。

B.力矩是力和力臂的乘积。

C.力矩的方向与力的方向相同。

D.力臂是力的作用点到支点的距离。

-答案：B.力矩是力和力臂的乘积。

5.分析题

-题目：分析以下情境，并判断杠杆是否平衡。

情境：一个长1米、重10kg的杠杆，在距离支点0.5米的位置施加10N的力，杠杆的另一端挂着重20kg的物体。

-答案：首先计算两端的力矩，动力矩=F动×L动=10N×0.5m=5Nm，阻力矩=G×L阻=20kg×9.8m/s²×0.5m=98Nm。由于动力矩小于阻力矩，杠杆不平衡。

6.创新题

-题目：设计一个利用杠杆原理的简易机械，并解释其工作原理。

-答案：设计一个撬棍，其一端固定在撬动物体的下方，另一端施加力。当施加的力大于物体所受的重力时，由于杠杆的力臂较长，可以产生足够的力矩来撬动物体。工作原理是利用杠杆的平衡条件，即动力矩等于阻力矩，同时通过增大力臂的长度来减小所需的施力大小。教学反思与改进这节课的探究杠杆的平衡条件，我深刻地体会到了教学相长的过程。以下是我对这次教学的反思和改进计划：

1.教学内容呈现方式的反思：

-在新课讲授环节，我采用了动画演示和实验操作相结合的方式，力求让学生直观地理解杠杆的平衡条件。但课后发现，部分学生对于力矩和力臂的概念理解不够深入。因此，我计划在未来的教学中，增加对力矩和力臂的详细讲解，结合实际例子，帮助学生更好地理解这些概念。

2.实验设计方面的反思：

-实验环节中，我设置了三个实验，旨在让学生通过实验观察杠杆的平衡状态。然而，实验过程中发现，部分学生在操作时存在误差，导致实验结果不准确。针对这个问题，我将在今后的教学中，更加细致地指导学生进行实验操作，并强调实验数据的准确性和可靠性。

3.学生参与度的反思：

-在小组讨论环节，我发现部分学生参与度不高，讨论氛围不够热烈。这可能是因为学生对杠杆的平衡条件不够熟悉，导致讨论时缺乏思路。为了提高学生的参与度，我计划在今后的教学中，提前布置与杠杆相关的预习任务，让学生在课堂上能够有更多的思考和发言。

4.教学方法的改进：

-在今后的教学中，我将尝试更多样化的教学方法，如翻转课堂、项目式学习等，以提高学生的学习兴趣和主动性。同时，我会根据学生的实际情况，调整教学节奏，确保每个学生都能跟上教学进度。

5.评价方式的改进：

-传