資源簡(jiǎn)介

物理 八年級(jí)下冊(cè) 人民教育出版社
第十一章 簡(jiǎn)單機(jī)械和功
一、杠桿
【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】
課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“知道簡(jiǎn)單機(jī)械。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件”。教材編排了兩個(gè)活動(dòng)：通過(guò)視頻“古代投石機(jī)”、“開(kāi)汽水瓶”、“提沙桶”活動(dòng)，構(gòu)建 “杠桿”模型；通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，探究杠桿的平衡條件。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)與技能：通過(guò)探究，學(xué)生知道省力、費(fèi)力、等臂等不同類型的杠桿及其特征，能從身邊的物品中抽象出理想的杠桿模型──硬棒，并能指出它們的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，從而分辯其類型。
2.過(guò)程與方法：通過(guò)對(duì)杠桿 的探究，讓學(xué)生逐步學(xué)會(huì)透過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的方法，從而培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和用科學(xué)的方法解決問(wèn)題的能力。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)交流與合作的能力和學(xué)習(xí)物理的興趣，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、辨證唯物主義教育和科學(xué)人文教育。
【教學(xué)重點(diǎn)】
什么是杠桿、杠桿的平衡條件
【教學(xué)難點(diǎn)】
認(rèn)識(shí)“力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離”。
【教學(xué)資源】
1．演示器材：自制撬棒、物理支架、沙桶、自制開(kāi)瓶器、修剪樹(shù)枝的剪刀、樹(shù)枝、演示用彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼（每個(gè)200g）、電子拉力計(jì)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材一套
２．分組器材：木板、圖釘、螺絲刀、老虎鉗、羊角錘、鐵架臺(tái)、帶刻度的直杠桿、鉤碼（每個(gè)50g）、彈簧測(cè)力計(jì)、自制Z性杠桿、刻度尺
３．其他資源：授課ppt、學(xué)習(xí)活動(dòng)導(dǎo)學(xué)案
【教學(xué)過(guò)程】
引入：
1.播放古代投石機(jī)，請(qǐng)一位學(xué)生上講臺(tái)，畫(huà)出投石機(jī)簡(jiǎn)筆畫(huà)，建立杠桿模型。
2.作為獎(jiǎng)勵(lì)，給這位同學(xué)一瓶汽水和紙質(zhì)開(kāi)瓶器，讓其打開(kāi)喝，建立杠桿是一根硬棒。
開(kāi)放問(wèn)題，那位同學(xué)能用手邊的工具幫這位同學(xué)打開(kāi)汽水瓶（分享的方法不能相同，引出更多的杠桿。
3.墻邊那根棒是杠桿嗎？怎樣把它變成杠桿你？學(xué)生組裝，進(jìn)行下面活動(dòng)。
學(xué)生演示——撬棒提沙（如圖2所示）
請(qǐng)你（女同學(xué)）提起這桶沙（很難）。
(
圖2
)給你一根硬棒，有辦法提起這桶沙嗎？（將一個(gè)點(diǎn)固定，很輕松地將沙桶提起）
再請(qǐng)一個(gè)男同學(xué)，使用撬棒提沙。（改變固定點(diǎn)，很難提起沙桶）
看來(lái)如何使用杠桿，影響因素有兩個(gè)——力和距離，今天我們就來(lái)探索有關(guān)這類機(jī)械的學(xué)問(wèn)。
一、建立杠桿模型
1．學(xué)生演示——起瓶蓋（如圖3所示）
起瓶蓋，徒手起、一把紙開(kāi)瓶器刀、一把鐵質(zhì)開(kāi)瓶器，選擇哪一把？為什么？（硬棒）
(
圖3
)生活中類似的工具還有很多，下面請(qǐng)同學(xué)們選擇合適的工具，把釘入木板的圖釘拔出來(lái)。
2．學(xué)生實(shí)驗(yàn)——拔圖釘
展示：你是怎樣拔出圖釘?shù)模坑心男┎煌姆椒ǎ磕囊环N方法更省力？
追問(wèn)：這些工具在工作時(shí)有哪些共同的特點(diǎn)？（繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)）
定義：在物理學(xué)中，將在力的作用下可繞一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒稱為杠桿。
二、探究杠桿的平衡條件
1．探究準(zhǔn)備
以引入活動(dòng)中的撬棒提沙（圖2）為例，介紹如下要素：
支點(diǎn)O：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)
動(dòng)力F1：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力
阻力F2：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力
信息快遞：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，我們就說(shuō)此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)。
2．初探：影響動(dòng)力大小的因素
在撬棒提沙的體驗(yàn)中，女同學(xué)輕松將沙提起，男同學(xué)卻沒(méi)能成功；在拔圖釘?shù)幕顒?dòng)中，同學(xué)們使用不同工具，所用的動(dòng)力各不相同。
提出問(wèn)題：哪些因素決定了杠桿平衡時(shí)所需動(dòng)力的大小？
猜想：阻力、“動(dòng)力的距離”、“阻力的距離”（先對(duì)“距離”做模糊處理）
設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）安裝好杠桿，調(diào)節(jié)平衡螺母，使之在水平位置平衡；
F1/N l1/cm F2/N l2/cm
(
圖4
)（2）左邊掛一定數(shù)量的鉤碼，右邊用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉住杠桿，記錄動(dòng)力F1、阻力F2、距離l1、距離l2；
（3）①保持距離l1、l2不變，改變F2，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1如何變化？
②保持F2、l2不變，改變l1，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1如何變化？
③保持l1、F2不變，改變l2，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1如何變化？
測(cè)量序號(hào) F2/N l2/cm l1/cm F1/N
①
②
③
④
分析論證：分析表中的數(shù)據(jù)，找出它們之間的關(guān)系，你從中有什么發(fā)現(xiàn)？
生1：動(dòng)力與阻力、“阻力的距離”成正比，與“動(dòng)力的距離”成反比。
追問(wèn)：實(shí)驗(yàn)中，你所測(cè)量的距離是什么？（支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離）
初步結(jié)論： 變形可得：
3．再探：彎杠桿平衡時(shí)，是否也有類似規(guī)律呢？
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：如圖5所示，并將收集的數(shù)據(jù)填寫(xiě)在上表中
(
圖5
)分析論證：你們小組測(cè)量的是哪個(gè)距離？BC還是OC？
展示：
作圖：實(shí)際測(cè)量的是支點(diǎn)到力的作用線的距離l2
(
圖6
)追問(wèn)：在圖4中，我們測(cè)量的是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，與圖6矛盾嗎？
分析：圖4，實(shí)際上也是從支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。
定義：動(dòng)力臂l1——從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離
阻力臂l2——從支點(diǎn)到阻力作用線的距離
于是可以將我們的探究結(jié)論表述為：
杠桿平衡時(shí)：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂
即
這就是杠桿的平衡條件，也稱為杠桿原理，最早是由古希臘學(xué)者阿基米德總結(jié)出來(lái)的。
三、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
1.實(shí)驗(yàn)中，若改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，測(cè)力計(jì)示數(shù)如何變化？為什么？請(qǐng)畫(huà)出此時(shí)的力臂。（認(rèn)識(shí)力臂）
2.剪刀木棍，木棍放在哪里、手握在哪里，最省力？其實(shí)質(zhì)是什么？（定性應(yīng)用杠桿的平衡條件）
請(qǐng)同一學(xué)生在科學(xué)知識(shí)的指導(dǎo)下，再次使用剪刀。木棍靠近支點(diǎn)（減小阻力臂）、手握在離支點(diǎn)最遠(yuǎn)處（增大動(dòng)力臂），體驗(yàn)到更加省力。
思政教育
航天機(jī)器臂視頻展示，學(xué)生展示夢(mèng)想。
結(jié)語(yǔ)：所以阿基米德說(shuō)“只要給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能移動(dòng)地球”。本節(jié)課我們認(rèn)識(shí)了杠桿模型，通過(guò)探究歸納出了杠桿的平衡條件。關(guān)于杠桿，還有許多問(wèn)題有待我們繼續(xù)探究：怎樣對(duì)杠桿分類？怎樣使用杠桿最省力？且聽(tīng)下回分解！
5

展開(kāi)更多......

收起↑