初中物理教科版八年級下冊1 杠桿一等獎第1課時教案

這是一份初中物理教科版八年級下冊1 杠桿一等獎第1課時教案，共10頁。教案主要包含了教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)重點，教學(xué)難點，課時建議，教具準(zhǔn)備，教學(xué)課時，鞏固復(fù)習(xí)，新課引入等內(nèi)容，歡迎下載使用。
本章是在前面學(xué)習(xí)過力學(xué)的基礎(chǔ)上，研究杠桿、滑輪、斜面、輪軸等簡單機(jī)械，認(rèn)識力與功，理解做功有快慢之分，并進(jìn)一步研究簡單機(jī)械的機(jī)械效率.通過本章學(xué)習(xí)，我們應(yīng)該對力學(xué)知識獲得進(jìn)一步理解：能從常見工具和器械中識別出杠桿和滑輪，知道杠桿、滑輪的特點和應(yīng)用，會使用簡單機(jī)械改變力的大小和方向，能正確計算簡單機(jī)械的機(jī)械效率.
本章共分5節(jié)：
1.第1節(jié)“杠桿”，本節(jié)講述了杠桿的概念和分類，要求學(xué)生能從生活中的簡單機(jī)械中識別出杠桿；本節(jié)有一個重要的實驗探究“杠桿的平衡條件”，在教學(xué)中不僅要使學(xué)生通過探究活動得到結(jié)論性、規(guī)律性的知識，而且要通過探究活動掌握初步的科學(xué)探究方法.
2.第2節(jié)“滑輪”，本節(jié)講述了定滑輪、動滑輪的概念、特點和實質(zhì)，并進(jìn)一步學(xué)習(xí)了滑輪組的特點和組裝.
3.第3節(jié)“功、功率”，讓學(xué)生理解做功的兩個必要因素，掌握功大小的計算，然后通過熟悉的實例引導(dǎo)學(xué)生感受到做功的快慢問題，再用速度的方法類比得到功率的概念，結(jié)合速度的公式、單位，講述功率的公式和單位，再通過例題幫助學(xué)生掌握功率的計算；最后認(rèn)識功的原理，知道使用一切機(jī)械都不省功.
4.第4節(jié)“機(jī)械效率”，本節(jié)是在學(xué)習(xí)了功、功率的計算的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生理解有用功、總功的概念并掌握機(jī)械效率的計算，知道實際提高機(jī)械效率的方法.
5.在學(xué)習(xí)了杠桿和認(rèn)識了功的原理的基礎(chǔ)上，最后引導(dǎo)學(xué)生了解斜面和輪軸的工作原理，認(rèn)識現(xiàn)代生活離不開機(jī)械.
【教學(xué)目標(biāo)】
1.在知識與技能方面：
（1）認(rèn)識杠桿、識別杠桿的類型，理解杠桿的平衡條件；
（2）認(rèn)識定滑輪、動滑輪，并能通過組裝滑輪組改變力的大小和方向，解決簡單的實際問題；
（3）讓學(xué)生知道功的概念，做功的兩個必要因素，理解功的計算公式；
（4）通過實例結(jié)合已學(xué)的物理規(guī)律理解功率的定義，由定義得出公式，能用功率的計算公式進(jìn)行簡單地計算；
（5）了解功的原理，知道使用任何機(jī)械都不能省功；
（6）理解有用功、額外功、總功和機(jī)械效率的概念，理解額外功產(chǎn)生的原因，知道機(jī)械效率η＜１，會正確進(jìn)行有關(guān)機(jī)械效率的計算；
（7）認(rèn)識生活中其他常見的機(jī)械，了解它們的原理和特點，以及對人類生活的影響.
2.在過程與方法方面：探究杠桿的平衡條件，學(xué)習(xí)分析實驗現(xiàn)象，尋找數(shù)據(jù)間的規(guī)律，歸納出實驗結(jié)論的一般方法；親自動手組裝滑輪組，體會滑輪組的好處；通過參與探究斜面機(jī)械效率的活動，學(xué)習(xí)擬訂簡單的科學(xué)計劃和實驗方案.
3.在情感態(tài)度與價值觀方面：在實驗中培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的求知欲，樂于探究自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理，有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會實踐的意識.
【教學(xué)重點】杠桿的平衡條件，滑輪及其應(yīng)用；做功的兩個必要因素，功和功率的概念；機(jī)械效率的概念和相關(guān)計算，提高機(jī)械效率的方法.
【教學(xué)難點】功、功率、速度的綜合計算和運用；滑輪組的組裝和省力分析，測滑輪組機(jī)械效率的方法.
【課時建議】本章共5節(jié)，建議9課時
1.杠桿 2課時
2.滑輪 1課時
3.功功率 2課時
4.機(jī)械效率 2課時
5. 改變世界的機(jī)械 1課時
本章復(fù)習(xí)和總結(jié) 1課時
1.杠桿
第1課時 杠桿平衡條件及應(yīng)用
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識與技能
1.認(rèn)識杠桿，了解關(guān)于杠桿的五要素（支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂）.
2.理解杠桿的平衡條件，并會進(jìn)行相關(guān)計算.
二、過程與方法
1.通過觀察和實驗，了解杠桿的結(jié)構(gòu)，具有一定的觀察能力、分析和概括能力.
2.經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過程，學(xué)習(xí)分析實驗現(xiàn)象，尋找數(shù)據(jù)間的規(guī)律，從中歸納出實驗結(jié)論的一般方法.
三、情感、態(tài)度與價值觀
1.關(guān)心生活、生產(chǎn)中杠桿的應(yīng)用.
2.培養(yǎng)學(xué)生探究合作交流的精神，以及在交流與討論中所持的正確態(tài)度.
【教學(xué)重點】 杠桿的平衡條件，杠桿的結(jié)構(gòu).
【教學(xué)難點】 力臂的概念及畫法，變形杠桿的分析.
【教具準(zhǔn)備】 多媒體課件、杠桿、鉤碼等.
【教學(xué)課時】 1課時
【鞏固復(fù)習(xí)】
教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對知識的鞏固.
【新課引入】
教師播放視頻：關(guān)于撬棒、開瓶器、蹺蹺板、鑷子、剪刀等物品在生產(chǎn)、生活中工作的情景.然后引導(dǎo)學(xué)生觀察，并提出問題：在生產(chǎn)、生活中，這些工具起到了什么作用？它們有什么共同特點？
學(xué)生觀看、思考、討論，回答：它們都是硬棒，這些硬棒在受力的時候，都能繞著一個固定的點轉(zhuǎn)動.
教師鼓勵學(xué)生的回答，并引出杠桿的概念.
師 一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫做杠桿.
師 下面我們就一起來認(rèn)識并探究杠桿.
【進(jìn)行新課】
杠桿
師 為了進(jìn)一步了解杠桿，我們先來熟悉幾個與杠桿有關(guān)的名詞.
教師出示羊角錘，分析使用時有一固定點，并介紹：
支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，常用O表示.
動力：使杠桿繞支點轉(zhuǎn)動的力，常用F1表示.
阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，常用F2表示.
要求學(xué)生再舉其他例子.
例如：用來擰螺母的扳手可以使我們輕易地將螺母擰緊或擰松；訂書機(jī)可以很方便地把紙裝訂在一起.
師 在我們生活中用到杠桿的地方很多，請同學(xué)們思考：（1）為什么杠桿必須是根“硬棒”？（2）杠桿必須是“直棒”嗎？
生1：如果杠桿不“硬”，在力的作用下它將很容易發(fā)生形變，不能工作，因此杠桿必須是硬棒.
生2：杠桿定義中的硬棒指的是“不易變形”的物體，所以杠桿不一定是直棒，其形狀可異.
教師總結(jié)：
一根硬棒能成為杠桿必須滿足兩個條件：一是要有力的作用；二是能繞固定點轉(zhuǎn)動.缺少任何一個條件都不能成為杠桿，杠桿可以是直的也可以是彎曲的，還可以是某個機(jī)械組合的一部分.
杠桿的平衡條件
師 當(dāng)動力和阻力對杠桿的轉(zhuǎn)動效果互相抵消時，杠桿將處于平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)叫做杠桿平衡.
杠桿處于平衡狀態(tài)（靜止?fàn)顟B(tài)或繞支點勻速轉(zhuǎn)動的狀態(tài)）都叫杠桿平衡.
教師演示教材P73圖11-1-6中實驗，引出杠桿五要素.
1.杠桿的五要素
支點 (O) ：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點.
動力 ( F1 ) ：使杠桿轉(zhuǎn)動的力.
阻力 ( F2 ) ：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力.
動力臂 (L1 ) ：支點到動力作用線的距離.
阻力臂 (L2 ) ：支點到阻力作用線的距離.
力臂是支點到力的作用線的距離，作力臂的步驟：（ 1 ）找準(zhǔn)支點；（ 2 ）沿力的方向作出力的作用線；（ 3 ）從支點向力的作用線畫垂線；（ 4 ）標(biāo)出力臂.
教師舉杠桿撬大石塊的例子分析五個概念.
例題1 如圖甲所示，是一個Ｚ形杠桿，請在圖中畫出力F對支點Ｏ的力臂l.
解析：作力臂的步驟是：①找支點；②找力的作用線，即過力的作用點沿力的方向畫一條直線（有的在圖中已經(jīng)標(biāo)出力的方向）；③過支點作力的作用線的垂線段；④標(biāo)上并在其旁邊寫上l１或l２.
答案：如圖乙所示.
2.實驗探究：杠桿的平衡條件
教師播放課件：使用杠桿搬動巨大石塊的情景.請大家觀看，同時提出問題：為什么借助杠桿可以完成呢？
學(xué)生思考、討論，回答：杠桿可以省力.
師 同學(xué)們回答正確，很棒！但到底滿足什么規(guī)律呢？好，下面我們來探究杠桿的平衡滿足什么條件.
教師請一位同學(xué)演示用不同的方式推門的效果：①在門把手附近用力推門；②在門軸附近用力推門；③在同一位置沿不同的方向推門.并要求這位同學(xué)說出感受.
教師引導(dǎo)學(xué)生提出猜想：推門時需要的動力可能與動力臂的長短有關(guān)，動力臂越長，需要的動力可能越小.
教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探究“杠桿的平衡條件”：
（1）小組討論提出問題，作出猜想；
（2）討論并設(shè)計合理的實驗方案；
（3）進(jìn)行實驗，收集數(shù)據(jù)；
（4）對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出結(jié)論；
（5）討論實驗中出現(xiàn)的問題.
設(shè)計表格（供參考）
師 在我們這個實驗中第一步應(yīng)該把杠桿在水平位置上調(diào)平，為什么這樣做，請同學(xué)們思考一下（解釋原因）.請同學(xué)們觀察一下，如何才能達(dá)到這一目的呢？
生：調(diào)平原因：為了保持杠桿初始處于平衡狀態(tài)，方便測量力臂.我們可以通過調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡.
師 那么在做實驗的過程中能否再去調(diào)節(jié)杠桿的平衡呢？
生：不能.
師 為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，我們把支點右邊的鉤碼當(dāng)動力，支點左邊的鉤碼當(dāng)阻力.在這三次實驗中同學(xué)們可任意的取三次值，讓杠桿達(dá)到平衡.每四人一組，每組出一名同學(xué)負(fù)責(zé)隨時記錄數(shù)據(jù).按設(shè)計的實驗方案步驟開始做實驗.
師 同學(xué)們能否找出一個規(guī)律來？
生：動力×動力臂＝阻力×阻力臂
師 對，這就是我們這一節(jié)課要研究的杠桿平衡條件.總結(jié)：杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂.用字母表示，這個公式可以寫成：F１L１＝F２L２ 教師總結(jié)：這個平衡條件就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理，這個關(guān)系式也可以寫成下面的形式：F１／F２＝L２／L１.也就是說，當(dāng)阻力和阻力臂一定時，所用的動力與動力臂成反比.即動力臂越大，所用的力就越小，這也就可以解釋為什么我們可以用較小的力產(chǎn)生較大的力了.
例題2 （四川成都中考）(多選)如圖，輕質(zhì)杠桿上各小格間距相等，O為杠桿中點.甲、乙是同種金屬材料制成的實心物體，甲為正方體，乙重15N，將甲、乙用能承受最大拉力為20N的細(xì)線分別掛于杠桿上M、Q兩刻線處時，兩細(xì)線被拉直且都沿豎直方向，M、Q正好在甲、乙重心正上方，杠桿在水平位置平衡，這時甲對地面的壓強(qiáng)為4000Pa；當(dāng)把乙移掛至R時，甲對地面的壓強(qiáng)為3750Pa.下列說法中正確的是（ ）
A.金屬塊甲的重力為45N
B.金屬塊乙的體積為200cm3
C.將甲向右移動并掛于N正下方，乙仍掛于R，放手后杠桿仍能平衡
D.將甲向右移動并掛于P正下方，乙移掛至S，放手后杠桿甲被拉離地面
解析：A.設(shè)甲的重力為G，甲的底面積為S，杠桿上1小格為L，則根據(jù)杠桿平衡條件可得：
F甲×6L=G乙×2L即F甲×6L=15N×2L，解得F甲=5N，此時甲對地面的壓強(qiáng)為：
；
同理可得：F甲′×6L=15N×3L，解得F甲′=7.5N，此時甲對地面的壓強(qiáng)為：
;
兩式聯(lián)立解得：G=45N，故A正確；B.由于乙物體的密度不知，則其體積無法求出，故B錯誤；C.如果將甲向右移動并掛于N正下方，乙仍掛于R，設(shè)此時甲給杠桿拉力為F甲′，則F甲′×4L=G乙×3L，即F甲′×4L=15N×3L，解得F甲′=1
1.25N＜20N，所以放手后杠桿仍能平衡，故C正確；D.如果將甲向右移動并掛于P正下方，乙移掛至S，設(shè)此時甲給杠桿拉力為F甲″，則F甲″×2L=G乙×7L，即F甲″×2L=15N×7L，解得F甲″=5
2.5N＞20N，所以放手后細(xì)線拉力會大于20N，細(xì)線會斷，則甲不會被拉離地面，故D錯誤.答案：AC
例題3 （山東煙臺中考）如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞O點自由轉(zhuǎn)動，在木桿的右端施加一個始終垂直于桿的作用力F，使桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過程中，力F的大小將（）
A.一直是變大的 B.一直是變小的
C.先變大，后變小 D.先變小，后變大
解析：從支點向力的作用線作垂線，垂線段的長度即力臂.根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2分析，力F作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直，即動力臂不變，然后分析阻力與阻力臂的關(guān)系，并得出正確結(jié)果.根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2分析，將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時，動力臂不變，阻力不變，阻力力臂變大，所以動力變大.當(dāng)杠桿從水平位置拉到最終位置時，動力臂不變，阻力不變，阻力臂變小，所以動力變小.故F先變大后變小.
答案：C
【教師結(jié)束語】
通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們共同學(xué)習(xí)了杠桿的相關(guān)知識，知道了一個硬棒在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動，我們就說它是杠桿.我們也知道了杠桿的五要素、好處，最重要的是我們探究了杠桿的平衡條件，還能夠根據(jù)杠桿的平衡條件進(jìn)行分析、判斷和簡單計算，解決實際生產(chǎn)、生活中的一些問題.好，謝謝大家！
【課后作業(yè)】
完成練習(xí)冊中本課時對應(yīng)練習(xí).
1.杠桿這節(jié)的教學(xué)重點是要求學(xué)生能根據(jù)杠桿的五要素把生活中的杠桿模型和理想的理論模型結(jié)合起來，比如剪刀、夾菜的筷子、指甲剪等.這節(jié)有一個重點也是難點：找支點和作力臂，這里既牽扯到數(shù)學(xué)中點到直線的距離，又涉及到物理中力的作用點和力的示意圖，學(xué)生感到非常困難.突破重難點的方法，通過實例演示，引導(dǎo)學(xué)生分析，提煉方法步驟：一（支）點二力和方向，延長力的作用線，過（支）點作垂線（段）.畫力臂并比較力臂大小是下一課時杠桿分類的基礎(chǔ)，一定要多練并讓學(xué)生過關(guān).
2.在杠桿的平衡條件的探究實驗中，引導(dǎo)學(xué)生猜想杠桿的平衡條件可能與力臂的大小和力的大小有關(guān)，這樣學(xué)生不至于盲目猜想，既調(diào)動了學(xué)生的積極性、主動性，同時使學(xué)生合理的科學(xué)猜想，快速進(jìn)入探究的課題.在分析數(shù)據(jù)時，教師既要放開主動權(quán)，又要參與引導(dǎo)，如提醒學(xué)生可以先把數(shù)據(jù)分開來考慮.把四個數(shù)據(jù)按物理量分成兩組進(jìn)行分析，接著把有特色的數(shù)據(jù)放在一起研究，最后把所有的數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來，運用數(shù)學(xué)工具：加、減、乘、除等簡單計算方法，討論，尋找規(guī)律，形成科學(xué)的結(jié)論，這樣不僅營造寬松環(huán)境，而且培養(yǎng)了學(xué)生敢想敢說的精神及分析概括問題的能力.