八年级下册物理杠杆的初步认识及平衡条件教案

第十二章简单机械

本章是在前面学习过力学的基础上，研究杠杆、滑轮等简单机械，并进一步研究简单机械的机械效率.通过本章学习，我们应该对力学知识获得进一步理解：能从常见工具和器械中识别出杠杆和滑轮，知道杠杆、滑轮的特点和应用，会使用简单机械改变力的大小和方向，能正确计算简单机械的机械效率.

本章可以分为两个部分，第一部分是第1、2节，学习杠杆、滑轮和其他一些简单机械.第二部分是第3节，学习分析并计算简单机械的机械效率.

本章共分3节：

1.第1节“杠杆”，本节讲述了杠杆的概念和分类，要求学生能从生活中的简单机械中识别出杠杆；本节有一个重要的实验“探究杠杆的平衡条件”，在教学中不仅要使学生通过探究活动得到结论性、规律性的知识，而且要通过探究活动掌握初步的科学探究方法.其中重点要学习设计实验表格，学习收集数据并用图象处理实验数据的方法，学习控制变量法，学习怎样提出科学的猜想.

2.第2节“滑轮”，本节讲述了定滑轮、动滑轮的概念、特点和实质，并进一步学习了滑轮组的特点和组装，最后引导学生初步了解斜面和轮轴的工作原理.本节也有一个重要的实验探究“比较定滑轮和动滑轮的特点”，这个实验探究让学生边思考边操作，自己摸索，学会安装滑轮，总结出两种滑轮的特点.

3.第3节“机械效率”，本节是在学习了功、功率的计算的基础上，引导学生理解有用功、总功的概念并掌握机械效率的计算，知道实际提高机械效率的方法.

【教学目标】

1.在知识与技能方面：①认识杠杆、识别杠杆的类型，理解杠杆的平衡条件.

②认识定滑轮、动滑轮，并能通过组装滑轮组改变力的大小和方向，解决简单的实际问题.③理解有用功、额外功、总功和机械效率的概念，理解额外功产生的原因，知道机械效率η<1，会正确进行有关机械效率的计算.

2.在过程与方法方面：探究杠杆的平衡条件，学习分析实验现象，寻找数据

间的规律，归纳出实验结论的一般方法；亲自动手组装滑轮组，体会滑轮组的好处；通过参与探究斜面机械效率的活动，学习拟订简单的科学计划和实验方案.

3.在情感态度与价值观方面：在实验中培养学生具有对科学的求知欲，乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.

【教学重点】杠杆的平衡条件，滑轮及其应用；有用功、额外功、总功和机械效率的概念和相关计算、提高机械效率的方法.

【教学难点】运用杠杆平衡条件进行计算，滑轮组的组装和省力分析，测斜面和滑轮组、杠杆等机械效率的方法.

第1节杠杆

第1课时杠杆的初步认识及平衡条件

【教学目标】

一、知识与技能

1．认识杠杆，了解关于杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）.

2．理解杠杆的平衡条件，并会进行相关计算.

二、过程与方法

1.通过观察和实验，了解杠杆的结构，具有一定的观察能力、分析和概括能力.

2.经历探究杠杆平衡条件的过程，学习分析实验现象，寻找数据间的规律，从中归纳出实验结论的一般方法.

三、情感、态度与价值观

1.关心生活、生产中杠杆的应用.

2.培养学生探究合作交流的精神，以及在交流与讨论中所持的正确态度.

【教学重点】杠杆的平衡条件，杠杆的结构.

【教学难点】力臂的概念及画法，变形杠杆的分析.

【教具准备】多媒体课件.

【教学课时】1课时

【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

教师播放视频：关于撬棒、开瓶器、跷跷板、镊子、剪刀等物品在生产、生活中工作的情景.然后引导学生观察，并提出问题：在生产、生活中，这些工具起到了什么作用？它们有什么共同特点？

学生观看，思考、讨论，回答：它们都是硬棒，这些硬棒在受力的时候，都

能绕着一个固定的点转动.

教师鼓励学生的回答，并引出杠杆的概念.

板书：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆.

师：下面我们就一起来认识并探究杠杆.

【进行新课】

知识点1 杠杆的认识

师：在我们生活中用到杠杆的地方很多，请同学们思考：（1）为什么杠杆必须是根“硬棒”？（2）杠杆必须是“直棒”吗？

生1：如果杠杆不“硬”，在力的作用下它将很容易发生形变，不能工作，因此杠杆必须是硬棒.

生2：杠杆定义中的硬棒指的是“不易变形”的物体，所以杠杆不一定是直棒，其形状可异.

教师总结：一根硬棒能成为杠杆必须满足两个条件：一是要有力的作用，二是能绕固定点转动，缺少任何一个条件都不能成为杠杆，杠杆可以是直的也可以是弯曲的，还可以是某个机械组合的一部分.

师：为了进一步了解杠杆，我们先来熟悉几个与杠杆有关的名词（教师用多媒体展示课件“杠杆的五要素、杠杆力臂的作法”，并进行讲解）杠杆的五要素、杠杆力臂的作法（多媒体课件）

1.杠杆的五要素：（如下图）

杠杆的五要素

支点：杠杆绕着转动的固定点，常用O表示

动力：使杠杆绕支点转动的力，常用F1表示.

阻力：阻碍杠杆转动的力，常用F2表示.

动力臂：从支点到动力作用线的距离，常用l1表示.

阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，常用l2表示.

2.力臂的作法：

力臂是支点到力的作用线的距离，即支点到力的作用线的垂线段的长.作力臂的一般方法为：

（1）找出支点并用O标出来；

（2）通过力的作用点画出力的作用线（一般用虚线）；

（3）过支点O向力的作用线作垂线，用符号标出垂足；

（4）用花括号或两端带箭头的线段标出支点到垂足的距离，写上相应的符号（l1或l2），即为该力的力臂.

例题(用多媒体展示)如图甲所示，是一个Z形杠杆，请在图中画出力F对支点O的力臂l.

解析：作力臂的步骤是：①找支点；②找力的作用线，即过力的作用点沿力的方向画一条直线（有的在图中已经标出力的方向）；③过支点作力的作用线的垂线段；④标上并在其旁边写上l1或l2.

答案：如图乙所示.

知识点2 杠杆的平衡

教师播放课件：使用杠杆搬动巨大石块的情景.请大家观看，同时提出问题：为什么借助杠杆可以完成呢？

学生思考、讨论，回答：杠杆可以省力.

师同学们回答正确，很棒！但到底满足什么规律呢？好，下面我们来探究杠杆的平衡满足什么条件.

教师引入杠杆平衡的概念：

板书：杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态都叫杠杆平衡.

教师请一位同学演示用不同的方式推门的效果：①在门把手附近用力推门；

②在门轴附近用力推门；③在同一位置沿不同的方向推门.并要求这位同学说出感受.