初中物理-第十章 機(jī)械與人 第一節(jié)科學(xué)探究：杠桿的平衡條件教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

《科學(xué)探究：杠桿的平衡條件》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能目標(biāo)：認(rèn)識(shí)杠桿，知道支點(diǎn)、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂等概念；通過(guò)探究試驗(yàn)，逐步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。2過(guò)程與方法目標(biāo)：通過(guò)觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)，了解杠桿的結(jié)構(gòu)；通過(guò)參與科學(xué)探究活動(dòng)，歸納得出杠桿平衡條件；培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察能力、動(dòng)手能力、分析解決問(wèn)題能力，以及學(xué)生之間合作學(xué)習(xí)能力等。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生探究物理規(guī)律的興趣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。教學(xué)用具

演示：鐵架臺(tái)、杠桿、鉤碼、枝剪、鉗子、羊角錘、釘有釘子的木板、兩個(gè)釘在一起的木板學(xué)生：鐵架臺(tái)、杠桿、鉤碼（50g）教學(xué)過(guò)程主要環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)教學(xué)方法及目標(biāo)時(shí)間引入一、概念二、探究三、杠桿的應(yīng)用：小結(jié)作業(yè)請(qǐng)力氣大的學(xué)生徒手拔釘子，掰板子，老師再用工具輕松完成，引出課題。一概念1、定義。展示多種杠桿的圖片及實(shí)物，請(qǐng)同學(xué)們找到共同特征，即得到定義。根據(jù)定義請(qǐng)學(xué)生尋找生活中的杠桿。2、五要素要了解杠桿，先要熟悉幾個(gè)名詞F2F2l1l2OF1二、探究杠桿平衡條件1、杠桿平衡的意思：靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，水平傾斜都可以2、放蘋(píng)果和梨使大尺子平衡，并引導(dǎo)到力和力臂3、請(qǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，來(lái)研究什么情況下杠桿可以平衡，注意思考：要使杠桿在水平方向平衡。4、學(xué)生實(shí)驗(yàn)。5、總結(jié)數(shù)據(jù)，使學(xué)生進(jìn)行加減乘除來(lái)尋找規(guī)律，得出公式6、公式的運(yùn)用：在記錄表格中擋住某個(gè)數(shù)，讓學(xué)生口算出該數(shù)即可。三、杠桿的應(yīng)用：1、省力、費(fèi)力、等臂：通過(guò)公式的分析，得出當(dāng)力臂長(zhǎng)度關(guān)系不同時(shí)，杠桿省力情況的不同，在多個(gè)杠桿圖片中找到各種例子，2、省距離、費(fèi)距離：讓學(xué)生用自己的筆、手指作為杠桿、支點(diǎn)，分別用省力費(fèi)力的方法撬起物理書(shū)，體會(huì)費(fèi)力杠桿有什么好處。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)省距離。3、辨析理發(fā)剪子和樹(shù)枝剪子創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課學(xué)生畫(huà)圖熟悉力臂找一名學(xué)生上臺(tái)做親自動(dòng)手體會(huì)測(cè)量此處扣題，解釋第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理對(duì)杠桿的分類(lèi)融會(huì)貫通理清知識(shí)脈絡(luò)3455582521板書(shū)設(shè)計(jì)板書(shū)設(shè)計(jì)杠桿定義二、平衡條件三、應(yīng)用三要素省力F1L1=F2L2費(fèi)力等臂《杠桿》課標(biāo)解讀本專(zhuān)題屬于課標(biāo)三大主題之一──“運(yùn)動(dòng)和相互作用”主題的二級(jí)主題“機(jī)械運(yùn)動(dòng)和力”。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和相互作用的規(guī)律是物理學(xué)的核心內(nèi)容，也是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)。這部分內(nèi)容涉及較多的物理概念和規(guī)律，比較抽象。本條目課程內(nèi)容既涉及認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)也涉及體驗(yàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)，具體說(shuō)明如下：“知道簡(jiǎn)單機(jī)械”中的“知道”屬于認(rèn)知性目標(biāo)行為動(dòng)詞，該條目處于“了解”水平，本專(zhuān)題涉及“簡(jiǎn)單機(jī)械”中的杠桿。對(duì)于杠桿要了解杠桿的共同特征。其中支點(diǎn)是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，同一根杠桿使用方法不同，支點(diǎn)的位置可能不同，要能根據(jù)具體情況區(qū)分支點(diǎn)。畫(huà)動(dòng)力或阻力時(shí)應(yīng)注意力的作用點(diǎn)和力的方向。動(dòng)力和阻力都是指杠桿受到的力，其作用點(diǎn)都在杠桿上。動(dòng)力和阻力能使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一定是相反的。即一個(gè)力能使杠桿向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則另一個(gè)力一定是能使杠桿向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。力臂不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，而是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離。借用幾何用語(yǔ)，力臂不是點(diǎn)到點(diǎn)的距離，而是點(diǎn)到直線(xiàn)的距離。作點(diǎn)到直線(xiàn)的距離必須使用直角三角板的兩個(gè)直角邊。當(dāng)作用在杠桿上的力的方向改變時(shí)，其力臂的大小一般也將發(fā)生改變。力臂不一定在杠桿上，若力的作用線(xiàn)過(guò)支點(diǎn)，則它的力臂為零。會(huì)畫(huà)力臂：找支點(diǎn)、畫(huà)出力的作用線(xiàn)、作支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的垂線(xiàn)（有時(shí)需要將力的作用線(xiàn)進(jìn)行正向或反向延長(zhǎng)）。能解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問(wèn)題，此類(lèi)問(wèn)題中阻力×阻力臂為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大，要使動(dòng)力臂最大需要做到：①在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)；②動(dòng)力方向應(yīng)該是過(guò)該點(diǎn)且和該連線(xiàn)垂直的方向?！巴ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件”中的“探究”涉及體驗(yàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)，該條目處于“經(jīng)歷”水平。“了解”涉及認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)，該條目處于“經(jīng)歷”水平。該條目中既有實(shí)驗(yàn)探究的要求，又有知識(shí)方面的要求，而且探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)被列為學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)。探究的過(guò)程中要注意解決以下問(wèn)題：①實(shí)驗(yàn)中為什么要把杠桿調(diào)在水平方向平衡？（使待測(cè)力的力臂在杠桿上，便于測(cè)量）；②怎樣調(diào)節(jié)杠桿水平平衡？（若發(fā)現(xiàn)杠桿左端下傾，應(yīng)將杠桿左端的螺母向右邊旋一些，或?qū)⒂叶说穆菽赶蛴疫呅恍?。將杠桿左端的螺母向右邊旋一些，這樣做的實(shí)質(zhì)是使杠桿左端部分的重心右移，相應(yīng)的力與力臂的乘積變??；將右端的螺母向右邊旋一些的實(shí)質(zhì)是使杠桿右端部分的重心右移，相應(yīng)的力與力臂的乘積變大。）③實(shí)驗(yàn)應(yīng)做幾次？（一般三次。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，同一物理實(shí)驗(yàn)經(jīng)常需要測(cè)多組數(shù)據(jù)，目的有兩個(gè)：一個(gè)是為了多次測(cè)量取平均值以便減小誤差，如長(zhǎng)度測(cè)量中，為使測(cè)量數(shù)據(jù)更精確，就使用了多次測(cè)量取平均值的方法；另一個(gè)是為了在多組數(shù)據(jù)中找到實(shí)驗(yàn)結(jié)論所遵循的共同規(guī)律，以便克服只有一組數(shù)據(jù)會(huì)給實(shí)驗(yàn)結(jié)論帶來(lái)的“偶然性”。）要了解杠桿平衡條件及應(yīng)用，利用來(lái)判斷一個(gè)桿桿是否平衡，若等式成立桿桿平衡，反之不平衡。利用進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時(shí)，應(yīng)先根據(jù)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果，找出動(dòng)力和阻力；再根據(jù)支點(diǎn)的位置，確定每個(gè)力的力臂；最后根據(jù)杠桿的平衡條件，代入數(shù)據(jù)計(jì)算出結(jié)果。依據(jù)杠桿的平衡條件劃分三種杠桿：即根據(jù)，若L1>L2，則F1<F2；同理可得出其它結(jié)論。三種杠桿的劃分與比較見(jiàn)下表。根據(jù)已學(xué)過(guò)的杠桿知識(shí)，注意觀(guān)察生活中各種形狀的杠桿，如指甲剪、釣魚(yú)竿、剪刀、筷子、天平、獨(dú)輪車(chē)等。并能按照動(dòng)力臂與阻力臂長(zhǎng)短的關(guān)系分析和判斷是省力杠桿、費(fèi)力杠桿還是等臂杠桿。根據(jù)杠桿平衡條件，生活中使用時(shí)要注意兩點(diǎn)：（1）要省力就要多移動(dòng)距離；（2）要省距離就要費(fèi)力，省力又省距離的杠桿是沒(méi)有的。應(yīng)根據(jù)實(shí)際來(lái)選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)選擇省力杠桿；為了使用方便，省距離時(shí)，應(yīng)選費(fèi)力杠桿。杠桿名稱(chēng) 力臂的比較 力的比較 距離的比較 特點(diǎn)省力杠桿 動(dòng)力臂大于阻力臂 動(dòng)力小于阻力 動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力點(diǎn)移動(dòng)的距離 能省力但費(fèi)距離費(fèi)力杠桿 動(dòng)力臂小于阻力臂 動(dòng)力大于阻力 動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離小于阻力點(diǎn)移動(dòng)的距離 費(fèi)了力但能省距離等臂杠桿 動(dòng)力臂等于阻力臂 動(dòng)力等于阻力 動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離等于阻力點(diǎn)移動(dòng)的距離 雖不省力但能改變用力的方向?qū)W情分析⑴這批學(xué)生總的情況是有較好的學(xué)習(xí)熱情與較好的學(xué)習(xí)態(tài)度，能夠很好的完成學(xué)生布置的課前預(yù)習(xí)任務(wù)，不過(guò)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)偏差一些，影響了物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，尤其是在應(yīng)用題的處理時(shí)往往出現(xiàn)讀題偏差，數(shù)據(jù)處理有待大的提高。⑵具體到這一節(jié)課，在本節(jié)課以前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)中的一些基本概念和規(guī)律，以及這些力學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，具備了學(xué)習(xí)本節(jié)課的知識(shí)基礎(chǔ)。杠桿是力學(xué)的進(jìn)一步拓展和應(yīng)用，這既符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律由易到難，由簡(jiǎn)到繁；同時(shí)又保持知識(shí)的結(jié)構(gòu)性和系統(tǒng)性。⑶初二學(xué)生的抽象思維能力不強(qiáng)，不喜歡老師的單獨(dú)說(shuō)教，更喜歡自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)操作和分析中，更能訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力。⑷初中學(xué)生的心理特點(diǎn)及知識(shí)水平?jīng)Q定了他們對(duì)操作實(shí)驗(yàn)和趣味故事感興趣，并且對(duì)事物的認(rèn)識(shí)開(kāi)始由感性階段向理性階段過(guò)渡。初二學(xué)生對(duì)杠桿的定義應(yīng)該不難理解，但對(duì)杠桿的平衡條件的理解往往只能停留在表面，有時(shí)找不到動(dòng)力和阻力，有時(shí)畫(huà)不出力臂，尤其是力臂的畫(huà)法更容易含糊不清，這需要教學(xué)開(kāi)始就做嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的畫(huà)法示范，并用逐步啟發(fā)的辦法讓學(xué)生自己分清“力的作用線(xiàn)”、“支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的垂線(xiàn)”等的畫(huà)法。通過(guò)例題，習(xí)題，講練結(jié)合，層層深入評(píng)測(cè)練習(xí)1.所謂杠桿平衡是指杠桿處于狀態(tài)或狀態(tài)。杠桿的平衡條件是，字母表示式為。2.關(guān)于力臂的下列說(shuō)法中正確的是（）A.從支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離叫動(dòng)力臂B.從動(dòng)力作用點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離叫動(dòng)力臂C.從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離叫阻力臂D.從阻力作用點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離叫阻力臂3.一個(gè)杠桿在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.這兩個(gè)力的大小一定相等B.這兩個(gè)力的力臂一定相等C.力臂較長(zhǎng)的那個(gè)力較大D.兩個(gè)力和各自力臂的乘積一定相等4.用撬棒撬起一石塊,沿不同方向用力作用于撬棒,哪個(gè)力最小（）A.F1B.F2C.F3D.都一樣5.用一桿秤稱(chēng)物體質(zhì)量時(shí),誤用了一個(gè)較重的秤砣,稱(chēng)出的物體質(zhì)量比實(shí)際值（）A.偏大B.偏小C.一樣重D.無(wú)法確定教材分析本節(jié)選自滬科版初中物理八年級(jí)下冊(cè)第十章簡(jiǎn)單機(jī)械第一節(jié)。教材第在本節(jié)課以前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)中的一些基本概念和規(guī)律，以及這些力學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。這節(jié)課是在學(xué)生已有力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解一些簡(jiǎn)單機(jī)械及應(yīng)用。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生既可以對(duì)前面學(xué)過(guò)的力的概念和二力平衡有所鞏固和加深，又可以對(duì)其他簡(jiǎn)單機(jī)械以及功和能的學(xué)習(xí)打下的基礎(chǔ)。其內(nèi)容是前面所學(xué)知識(shí)的擴(kuò)展，也是后面滑輪、輪軸等其他一些簡(jiǎn)單機(jī)械的基礎(chǔ)，本章其余各節(jié)所述的物理規(guī)律都是以杠桿平衡條件作為理論依據(jù)。杠桿平衡條件是貫穿于全章的主線(xiàn)，起到統(tǒng)領(lǐng)全章的作用。作為力的應(yīng)用——杠桿，是一種最簡(jiǎn)單機(jī)械之一，后面介紹的其他簡(jiǎn)單機(jī)械也是由杠桿引出，而復(fù)雜機(jī)械正是由簡(jiǎn)單機(jī)械所組成，因此把杠桿安排在這一節(jié)的位置既符合了由易到難、由簡(jiǎn)到繁的認(rèn)知規(guī)律，又保持了知識(shí)的結(jié)構(gòu)性和系統(tǒng)性，講解起來(lái)也比較容易被中學(xué)生接受。通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，繼續(xù)向?qū)W生滲透物理來(lái)源于生活，經(jīng)過(guò)觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)等手段建構(gòu)物理模型，解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問(wèn)題。所以本節(jié)課無(wú)論是在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法上，還是鍛煉學(xué)生思維能力等方面都起著重要的作用。本章內(nèi)容與下章知識(shí)聯(lián)系密切，學(xué)好本章知識(shí)就能為學(xué)習(xí)下章知識(shí)奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課內(nèi)容包括，什么是杠桿？杠桿的五要素?研究杠桿的平衡條件。其中理解力臂的概念，并畫(huà)出力臂，實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件是本節(jié)課的主要內(nèi)容。即便是在科學(xué)知識(shí)的考察中，也始終是一個(gè)重要的考點(diǎn)，因此在教材中，占有相當(dāng)重要的位置。杠桿是生活中常見(jiàn)的機(jī)械，學(xué)生每天都會(huì)接觸到剪刀，筷子等物體。但僅僅是應(yīng)用，沒(méi)有深入研究過(guò)這些物體的特點(diǎn)。教材先通過(guò)生活中一些杠桿的圖標(biāo)，讓學(xué)生尋求他們的共性，引導(dǎo)他們用科學(xué)的方法建立杠桿的概念，使學(xué)生對(duì)杠桿有初步的認(rèn)識(shí)。然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生尋求杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力，阻力，動(dòng)力臂，阻力臂之間的關(guān)系?？偨Y(jié)出杠桿平衡的條件。讓學(xué)生感到生活中處處有物理，物理是有用的，有趣的，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。二：教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能目標(biāo)認(rèn)識(shí)杠桿，認(rèn)識(shí)有關(guān)杠桿的幾個(gè)概念。能從常見(jiàn)工具和簡(jiǎn)單機(jī)器中識(shí)別出杠桿。知道杠桿的平衡條件及杠桿的一些應(yīng)用。2、過(guò)程與方法經(jīng)歷繪制杠桿示意圖的過(guò)程，體會(huì)科學(xué)抽象的過(guò)程。觀(guān)察和操作杠桿，體會(huì)杠桿的作用。經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過(guò)程，學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，尋找數(shù)據(jù)間規(guī)律，從中歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一般方法。3、情感與價(jià)值觀(guān)關(guān)心生活、生產(chǎn)、自然現(xiàn)象中杠桿的使用。樂(lè)于在周?chē)钪邪l(fā)現(xiàn)和分析各種杠桿，具有利用杠桿方便自己生活的概念。認(rèn)識(shí)科學(xué)探究中必須有探究精神。三：重點(diǎn)難點(diǎn)分析：1、教學(xué)重點(diǎn)：理解杠桿的平衡條件。2、教學(xué)難點(diǎn)：理解力臂的概念，會(huì)畫(huà)力臂。學(xué)生對(duì)杠桿的定義不難理解，但對(duì)杠桿的平衡條件的理解往往只能停留在表面，有時(shí)找不到動(dòng)力和阻力，有時(shí)畫(huà)不出力臂，尤其是力臂的畫(huà)法更容易含糊不清，這需要教學(xué)開(kāi)始就做嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的畫(huà)法示范，并用逐步啟發(fā)的辦法讓學(xué)生自己分清“力的作用線(xiàn)”、“支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的垂線(xiàn)”等的畫(huà)法。通過(guò)例題，習(xí)題，講練結(jié)合，層層深入。效果分析學(xué)生通過(guò)有關(guān)力的知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)力的知識(shí)、物體運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系、平衡概念等有比較深刻的認(rèn)識(shí)；另外，學(xué)生已學(xué)會(huì)了天平的調(diào)節(jié)，這些都為學(xué)習(xí)本節(jié)做好了鋪墊。學(xué)生對(duì)杠桿的認(rèn)識(shí)是感性的，但這些認(rèn)識(shí)可能膚淺、片面，甚至錯(cuò)誤。因此，在教學(xué)中教師要鼓勵(lì)學(xué)生們積極地去觀(guān)察、討論、猜想、探究，從中歸納出杠桿的特征及平衡條件。探究過(guò)程中，教師和學(xué)生的角色發(fā)生變化。教師以引導(dǎo)者、合作者的身份參與學(xué)生的學(xué)習(xí)；學(xué)生主動(dòng)探究，闡述觀(guān)點(diǎn)、明辨是非，做自己學(xué)習(xí)的主人。教學(xué)反思本課教學(xué)，是研究杠桿如何省力、費(fèi)力、不省力也不費(fèi)力的。對(duì)于此課教學(xué)，簡(jiǎn)單枯燥的說(shuō)教起不了多大效果，要盡可能多的通過(guò)實(shí)物，通過(guò)學(xué)生的動(dòng)手操作激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，在游戲玩樂(lè)中體會(huì)科學(xué)的奧秘，掌握相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)。如何區(qū)分杠桿是省力、費(fèi)力、不省力也不費(fèi)力，可以告訴學(xué)生兩步驟，1、先找到杠桿類(lèi)工具的支點(diǎn)、用力點(diǎn)、阻力點(diǎn)；2、分析三個(gè)點(diǎn)之間的位置關(guān)系，依據(jù)杠桿尺實(shí)驗(yàn)的結(jié)論來(lái)區(qū)分。對(duì)于螺絲刀撬開(kāi)罐蓋、夾子夾東西、開(kāi)瓶器開(kāi)啤酒瓶三個(gè)活動(dòng)，讓