【名师备课】人教版八下物理12.1《杠杆》教学设计+同步测试.doc

杠杆教学设计江苏省丰县初级中学杨雷一教学目标一知识与技能能识别出杠杆并能准确找出支点动力阻力动力臂阻力臂知道杠杆的平衡条件并能利用杠杆的平衡条件进行相关的计算能对杠杆进行分类并能根据实际需要选择合适的杠杆二过程与方法通过实验探究得出杠杆的平衡条件通过对杠杆的研究让学生逐步学会透过现象认识事物本质的方法培养学生观察能力和用科学的方法解决问题的能力培养交流与合作的能力和学习物理的兴趣三情感态度与价值观通过从生活中的实例建立杠杆模型的过程了解物理学中研究问题的方法通过探究杠杆的平衡条件使学生勇于并乐于参与科学探究增进交流与合作的意识加强学生之间的相互协作精神通过杠杆分类及应用的学习感受物理与生活的联系进一步领会物理知识的应用价值二教学重难点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也已经有了一定的掌握工具的能力通过有关力的知识的学习对力的知识物体运动与力的关系平衡概念等有比较深刻的认识另外学生已学会了天平的调节这些都为学习本节做好了铺垫这些对杠杆的认识是感性的但这些认识可能肤浅片面甚至错误因此在教学中教师要鼓励积极地去观察讨论猜想探究从中归纳出杠杆的特征及平衡条件杠杆知识是前面几章力学知识的延续也是学习滑轮和轮轴等简单机械的基础本节内容由杠杆杠杆的平衡条件生活中的杠杆三部分构成教学的重点是探究杠杆的平衡条件突出教学重点的关键是要引导学生完成好探究杠杆的平衡条件实验在设计实验进行实验和数据处理等方面给学生创设参与的机会使他们加深体验本节的教学难点是画杠杆的力臂为了使学生能较准确地画力臂教师有必要讲清力臂的概念但课堂上不宜花费过多的时间训练否则会影响本节重点的教学重点探究杠杆的平衡条件难点杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法三教学策略在本节课的教学活动中教师要利用学生已有的知识和经验从学生生活中熟悉的许多属于杠杆的工具入手通过学生动手操作主动观察分析从而抽象出杠杆概念让学生亲身经历探究实验得出平衡条件教学要体现从生活走向物理从物理走向生活的基本理念尽量贴近学生生活使学生体验到生活中无处不在的物理知识从而激发起学生学习的兴趣让学生在学习科学的研究方法的同时培养学生的探究精神实践能力及创新意识四教学资源准备多媒体设备实物投影仪教师铁架台杠杆钩码大剪刀钳子大镊子羊角锤起子钉有钉子的木板未启封的饮料学生铁架台杠杆钩码个弹簧测力计量程五教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课分钟展示图片一个人正在用一个巨大的杠杆撬动地球图提问这幅图的内容是什么能联想到什么阿基米德的名言给我一个支点我能撬起地球显示了科学家基于科学理论的宏大气魄也使我们接触到杠杆这个词观察交流感想并踊跃回答说出自己的看法会心地接受体会到一人之力可以撬动地球使用杠杆似乎是可以省力的急于了解有关杠杆的科学理论创设情景活跃课堂气氛引入课题新课教学分钟一杠杆生活中有很多帮助人们工作的工具实质上都是杠杆同学们能举出自己所知道的有关杠杆的实例吗出示钉有钉子的木板未启封的饮料羊角锤起子等器材让学生选择工具起出钉子打开饮料同学们课前也准备了不少相关的工具请拿出来操作一下互相讨论一下你的感受说一说我们在使用这些工具时有什么共同特点这些工具在工作过程中都像杠杆在撬动重石一样投影片可以绕一个固定点转动本身没有变形阿基米德要的那个支点是指图中的哪个点为什么这个点如此重要杠杆能绕固定点转动的硬棒画出用杠杆撬动重物的示意图杠杆五要素支点动力阻力举出实例或拿出自己事先准备的实物踊跃地上讲台操作其余学生进行观察并讨论观察与思考后回答工具在转动可以省力有一个固定点工具没有变形观察投影片对照自己使用工具的情形确认这些特点的存在明白支点对构成杠杆的重要性观察黑板上教师的板示在笔记本上画图标出杠杆的五要素着重从数学角度确定力臂的定义回答点线距的含观察思考后举手回答联系实际生活中的实例进行学习再现生活情景激发学习兴趣锻炼分析实际问题的能力动力臂阻力臂点拨力臂可简称为点线距二杠杆的平衡条件请同学们利用手边的直尺铅笔橡皮等文具做一个杠杆水平平衡实验学生猜想动力动力臂阻力阻力臂创设情景学生参与游戏活跃课堂气氛通过亲自我们可以用大物体平衡小物体那么在杠杆平衡时动力动力臂阻力阻力臂之间存在着怎样的关系将学生猜想写在黑板上并鼓励有创意和科学思维的猜想发放学生分组实验器材请同学们利用老师刚才所发的实验器材设计一个实验对杠杆的平衡条件进行探究在学生进行初步设计后组织交流设计思想通过交流讨论使学生明白实验中动力和阻力是人为规定的怎样确定力臂是这个实验的难点可以在实验中使杠杆水平平衡直接数出杆上的格子数就是力臂的大小设计一个好的表格对探究活动是否能成功很重要请同学们针对所要测量的内容参照教材所示实验探究设计好实验步骤和记录表格然后动手进行实验测量次数让完成情况较好的实验组报告实验结论组织学生对上报实验结果进行分析综合学生的讨论结果对板书中学生的猜想进行评价得出正确结论杠杆平衡条件动力动力臂阻力阻力臂或动力动力臂阻力阻力臂动力动力臂阻力阻力臂熟悉并清点器材学生设计实验确定需测量的物理量测量工具和测量方法通过交流回答动力和阻力的大小可以用钩码的重力和个数确定或者用弹簧测力计测出力臂大小可以通过数格子数确定使杠杆水平静止是平衡但在其他位置处于静止状态也是平衡分析数据学生代表汇报实验结果对实验结论进行确认体验可以加深记忆在激起兴趣的同时还可以降低后面设计实验的难度三生活中的杠杆探究活动准备好一个书包一根米长的杆请一位同学体验撬书包的方式和感觉将杠杆按其动力臂与阻力臂的相对长度分类并对不同类型的杠杆的特点及功能做一总结杠杆分类力臂关系平衡时力的比较特点应用举例省力杠杆省力费力距撬棍费力杠杆费力省力距铡刀等臂杠杆不省力不费距离天平体验撬书包的感觉书包离肩很近感觉轻松书包离肩很远感到吃力发现杠杆在不同的情况下既可以省力还可以费力理解杠杆分类原理结合实际记忆不同杠杆的特点及应用切身体验加深影响让学生进一步体会到物理是有用的分类总结便于记忆课堂小结分钟我们这节课学习了什么要点杠杆的概念杠杆的五要素杠杆的平衡条件杠杆的分类难点杠杆五要素的确定画力臂学生可以个别回答或相互交流在交流的基础上进行学习小结促进知识的巩固掌握提升学生的交流表达能力杠杆同步测试江苏丰县初级中学董慧玲一选择题关于杠杆下列说法中正确的是杠杆只有静止在水平位置才是处于平衡状态杠杆平衡时作用在杠杆上的两个力一定在支点的两侧杠杆一定有支点杠杆的支点一定在杠杆的正中间答案解析杠杆平衡是指杠杆静止或匀速转动所以杠杆平衡不一定静止在水平位置故错误杠杆平衡时作用在杠杆上的两个力不一定在支点的两侧如铡刀的刀片就是杠杆它的支点在一端两个力就在支点的一侧故错误由杠杆的定义可知杠杆一定有支点故正确杠杆的支点也可在一端如我们用筷子时支点就在上端故错误图中的力臂表示正确的是图答案解析力臂是从支点到力的作用线的距离选是误认为力臂是支点到力的作用点的距离选是把力的作用点搞错了选是没有把支点搞准年庆阳中考题如图园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时常把树枝尽量往剪刀轴处靠近这样做的目的是为了增大阻力臂减小动力移动的距离减小动力臂减小动力移动的距离增大动力臂省力减小阻力臂省力图答案解析把树枝尽量往剪刀轴处靠近减小了阻力臂在阻力动力臂一定的情况下由杠杆的平衡条件可知减小了动力将更省力杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的一种测量质量的工具小林同学用一杆秤称一实心球的质量如图所示当杆秤在水平位置平衡时秤砣拉线正好压在的刻度线上根据秤砣拉线提纽和称钩所在秤杆的位置之间的距离的粗略关系可以估测出秤砣的质量大约是答案解析杆秤是利用杠杆的平衡条件工作的杆秤平衡时满足此时的分别是实心球和秤砣对秤杆的拉力其大小就等于它们受到的重力秤砣拉线正好压在的刻度线上说明实心球的质量为当杆秤在水平位置平衡时提纽到称钩所在秤杆位置的距离及提纽到秤砣拉线的距离分别是根据图估计地震中滚滚的山石挡住了道路增援人员要用撬棒撬开山石分别沿如图所示的四个方向用力其中最省力的是沿方向沿方向沿方向沿方向答案解析题目中撬棒的支点是什么时候最省力呢根据杠杆的平衡条件在不变的情况下要使最小必须使最大的最大值是多少呢图中的最大值就等于点到手的距离与之垂直的力就是最小的力如图所示杠杆上分别放着质量不相等的两个球杠杆在水平位置平衡如果两球以相同的速度同时匀速向支点移动则杠杆仍能平衡不能平衡大球那端下沉不能平衡小球那端下沉无法判断答案解析欲判断杠杆是否平衡就要看支点左右两边的力与力臂的乘积是否相等如果相等则杠杆仍平衡如果不相等哪端大就向哪端偏转该题判断时如果取球移动过程中的某一位置判断很是麻烦在此不如利用极限法既然两球以相同的速度同时匀速向支点移动则大球会先移动到支点此时由于小球仍在支点的右端故杠杆不能平衡小球那端下沉如图在竖直墙壁上的石英钟它的秒针在走动时会受到转轴处的摩擦阻力和重力的作用当石英钟内电池的电能将耗尽而停止走动时其秒针往往停在表盘上的的位置的位置的位置的位置答案解析从物理的角度分析当秒针在石英钟右半边走动时即从数字走到时秒针受到的重力方向与其走动方向一致此时重力有推动指针走动的作用当秒针在石英钟左半边走动时即从数字走到时秒针受到的重力方向与其走动方向相反此时重力有阻碍指针走动的作用而且在数字的位置秒针的重力到转轴的力臂最大产生的阻碍作用最强因此秒针往往停在此处人体的运动系统相当复杂但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动如图所示是手端起茶杯的情景其前臂骨骼相当于杠杆肱二头肌收缩提供动力由图可以看出这是一个费力省距离的杠杆省力费距离的杠杆费力也费距离的杠杆省力也省距离的杠杆答案解析根据题中所述手端起茶杯就相当于一个以肘关节为支点的动力臂小于阻力臂的费力杠杆费力杠杆虽然费了力但省了距离室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味使用时用脚踩踏板桶盖开启根据室内垃圾桶的结构示意图如图所示可确定桶中只有一个杠杆在起作用且为省力杠杆桶中只有一个杠杆在起作用且为费力杠杆桶中有两个杠杆在起作用且都是省力杠杆桶中有两个杠杆在起作用一个是省力杠杆一个是费力杠杆图答案解析由图可见脚踩踏板使桶盖开启的作用机理是脚踩的踏板连着的是一个杠杆装置其支点位于桶的下方阻力点在脚踏板的对侧由图可见这一杠杆的动力臂大于阻力臂是一个省力杠杆另一杠杆的阻力点连着一根竖直的顶杆顶在桶盖上脚踩踏板时顶杆将桶盖顶开图中桶盖打开时其左侧与桶边相连右侧则离开桶边这样桶盖又相当于一个绕其左边边缘转动的杠杆这一杠杆的阻力即为桶盖的重力它作用于桶盖的中心显然这一杠杆装置的动力臂小于阻力臂所以是一费力杠杆如图长粗细均匀的金属杆可以绕点在竖直平面内自由转动一拉力位移传感器竖直作用在杆上并能使杆始终保持水平平衡该传感器显示其拉力与作用点到点距离的变化关系如图据图可知金属杆重菁优网图图答案解析金属杆重心在中心上阻力臂为取图象上的一点对应的力臂根据杠杆的平衡条件即所以二填空题假期小盼和爸妈要一起去旅游在将较重的摄像机和较轻的衣物装进旅行箱时你觉得他应该把重的摄像机放在箱的填上部或下部较合理简述这样放的理由若忽略箱体和轻物品的重力在图中用实心黑点表示较重的摄像机请根据你的设想画出动力臂和阻力臂答案下部减小阻力臂力臂如图所示解析如图人推旅行箱是以与地接触点为支点的省力杠杆阻力为箱重动力为根据杠杆原理在动力臂一定时阻力臂越小越省力因此较重的摄像机应放在箱的下部如图所示用撬棒撬起大石头向上向下用力都可以哪一种方式更省力请你具体说明原因答案向上更省力因为向上时动力臂与阻力臂的比值大于向下用力时动力臂与阻力臂的比值解析向上用力时为支点是阻力作用点是动力臂是阻力臂向下用力时为支点是阻力作用点是动力臂是阻力臂杠杆的省力情况取决于动力臂与阻力臂的比值显然向上更省力列车上有出售食品的手推车如图所示若货物在车内摆放均匀当前轮遇到障碍物时售货员向下按扶把这时手推车可以视为杠杆支点是写出字母当后轮遇到障碍物时售货员向上提扶把这时支点是手推车可以视为力杠杆图答案省解析图中售货员向下按扶把时手推车轮离地面轮仍在地面上此时相当于整个推车绕点转动把手推车视为杠杆则此时杠杆的支点是当售货员向上提扶时推车的轮离地面轮仍在地面上把推车视为杠杆此时相当于整个推车绕点转动其动力作用在点阻力则是车内所装货物和车厢本身的重力可以认为此总重力作用在图中车厢的中部由此可见此时动力臂大于阻力臂由杠杆原理知此时小推车相当于一根省力杠杆地面上有一条大木杆抬起端需用力抬起端需用力这条木杆的端较粗整个木杆的重量所受的重力为答案解析如图设木杆的自重为重心在点今在其端施以竖直向上的力将其抬离水平地面此时木杆相当于一根供点转动的杠杆设图中的和均沿竖直方向点和点均位于水平地面上则由杠杆平衡条件有图由故有同上可以得到若将此杆的端搁于地面而自端用力将其抬起则应有比较两式可知若则即杆的重心离端近一些端应该粗一些反之若则端应该粗一些另外以两式相加有即此杆的重量等于分别抬起两端时所需用力之和三综合题图为用螺丝刀撬图钉的示意图在图中画出动力的力臂和阻力的示意图答案如图解析图中用螺丝刀撬图钉时螺丝刀绕点转动所以点为支点动力的力臂应该从点向动力的作用线作垂线并用表示这段线段如图撬图钉时螺丝刀给图钉一个向上的力但这并不表示阻力方向向上恰恰相反阻力方向向下而且的作用点不是在图钉上而是在螺丝刀上这是因为阻力是螺丝刀受到的力而不是图钉受到的力甲乙两个实验小组在探究杠杆的平衡条件时分别得到下面两组数据和结论他们在交流时甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因你认为甲组产生错误的原因有哪些甲组乙组次数动力动力臂阻力阻力臂动力动力臂阻力阻力臂结论动力动力臂阻力阻力臂动力动力臂阻力阻力臂甲组产生错误的原因答案甲组的错误不同单位的物理量不能相加这四个物理量中的三个它们的数据都应任意设定不能有任何人为设置的规律甲组产生错误的原因必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论解析本题考查实验思想和方法若只回答不对或依据杠杆平衡条件回答问题不算正确在探究性教学中杠杆原理一般并不是直接告诉学生而是通过实验让学生自己去发现结果很多学生就发现杠杆的平衡条件是动力动力臂阻力阻力臂而且不止一组实验数据支持这种想法于是学生认为他们的想法得到了证实到了这里教学涉及到的就不仅仅是杠杆原理的问题了而是科学探究中归纳的思想方法具有局限性在探究杠杆平衡条件的实验中小明发现杠杆右端低左端高要使它在水平位置平衡应将杠杆右端的平衡螺母向调节小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是如图甲所示在杠杆左边处挂四个相同钩码要使杠杆在水平位置平衡应在杠杆右边处挂同样钩码个如图乙所示用弹簧测力计在处竖直向上拉当弹簧测力计逐渐向右倾斜时使杠杆仍然在水平位置平衡则弹簧测力计的示数将变大变小不变其原因是答案左消除杠杆的重力对实验的影响使杠杆的重力的力臂为便于测量力臂变大该力的力臂变短了此时的力臂不是了解析杠杆在没有挂钩码前必须使杠杆在水平位置平衡目的是使待测力的力臂在杠杆上便于测量另外杠杆在水平位置平衡时整个杠杆的重心就在支点处即杠杆重力的力臂为零可以消除杠杆重力对实验的影响发现杠杆右端低左端高应将杠杆左端的螺母向左边旋一些或将右端的螺母也向左边旋一些根据杠杆平衡条件结合图甲有格格所以图中当弹簧测力计逐渐向右倾斜时拉力的力臂逐渐变小根据杠杆平衡条件判断弹簧测力计的示数将变大小明要测量一根左右粗细和质地都均匀的细木棒的质量通过估测发现木棒的质量会超出现有天平的量程于是他想用其他方法进行测量现有器材天平一块质量适当的金属块一把量程为的刻度尺和几根足够长的细绳只利用现有器材请你帮他设计测量这根细木棒质量的方案要求写出主要实验步骤和需测量的物理量写出木棒质量的数学表达式用测量量表示答案主要实验步骤用天平称出金属块的质量用细绳和刻度尺测出木棒的长度将用细绳系好的金属块系在木棒的一端然后再将另一细绳一端做成绳环套在木棒上用手提起该绳的另一端并移动绳环的位置使木棒保持水平平衡用细绳和刻度尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度如图为杠杆支点根据杠杆平衡条件有即解得解析本题考查大家的实验设计能力语言表达能力和数学运算能力由于木棒的质量超出天平的量程可考虑创造出一个省力杠杆进行测量要计算出木棒质量则需利用杠杆平衡条件