視頻簡介:

視頻標簽:杠桿
所屬欄目:初中物理優質課視頻
視頻課題:人教版《物理》八年級第十二章第一節《杠桿》楊云
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人教版《物理》八年級第十二章第一節《杠桿》楊云
《杠桿》教學設計
教學內容:
人教版《2012義務教育教科書 物理》八年級第十二章第一節《杠桿》
課標要求:
《課標(2011版)》要求:“通過實驗,探究并了解杠桿的平衡條件”,也就是說,對于杠桿平衡條件,既有過程性要求,又有終結性要求。
教材分析:
杠桿的知識是前幾章力學知識的延續,也是學習滑輪和輪軸等簡單機械的基礎。本節內容由“杠桿”“杠桿的平衡條件”“生活中的杠桿”三部分構成。是集物理概念、物理規律及其應用于一體的探究課。其中探究杠桿的平衡條件是本節的重點,突出教學重點的關鍵是要引導學生完成好探究杠桿平衡條件的實驗,在設計實驗、進行實驗和處理數據等方面給學生創設參與的機會,使他們加深體驗。畫杠桿的力臂是本節的難點。為了使學生能較準確地畫出力臂,教師有必要講清力臂的概念。本節課用一課時完成。
學情分析:
杠桿是生活中常見的簡單機械。學生每天都會接觸掃帚、剪刀、指甲刀、夾子、筷子等生活中的杠桿,但缺少的是深入地研究這些物體其中物理道理。例如為什么要使用機械?如何從生活中的杠桿抽象出物理的杠桿?什么是力臂,力臂與支點到力的作用點有什么區別?為什么要研究杠桿的平衡條件?杠桿平衡條件是什么?使用省力杠桿優點明顯,但是對于使用費力杠桿卻不明原因不明等等。這些問題都需要我們教師巧妙整合教學內容,給出恰當的場景,讓學生建立科學的“杠桿”及其學會如何應用杠桿讓生活更方便。
設計思路:
1、教學設計主線:整堂課圍繞三條主線展開。
第一條主線是知識線:
杠桿的定義及五要素——探究杠桿的平衡條件——生活中的杠桿(杠桿的分類)
第二條主線是剪刀線:
用剪刀剪繩子比賽引入新課——以剪刀為載體說明杠桿的概念及要素——以生活中各種各樣的剪刀為例說明杠桿的分類
第三條主線是杠桿的發展線:
以“人類最早使用杠桿的情形(撬棒撬石頭)”說明杠桿的定義及五要素——以見證了杠桿發展的“桿秤”為載體說明杠桿的平衡——通過分析“為滿足人們生活的各種需要,利用杠桿原理制成多種多樣的工具”來說明杠桿的分類
2、教學設計步驟及設計意圖:
采用“目標——領悟——反饋”的課堂教學模式。
第一步情景引課:游戲“剪刀剪繩子”引入教學內容,激發學生學習興趣,體現“從生活走向物理”的基本理念。
第二步感受杠桿:經歷“用剪子剪繩子、用起子起瓶蓋、用鑷子(筷子)夾物品”等過程,尋找杠桿的共同特征,從而歸納總結杠桿的概念。
第三步目標導航:使學生清楚通過這節課“我要達到的目標是什么”,同時使學生對整節課內容有一個總的認識。
第四步描述杠桿:認識杠桿的支點、動力、阻力等要素,學會從一些復雜實例中抽象出杠桿的物理模型,并經歷用示意圖描述杠桿的過程,領悟物理學解決問題的方法。
第五步感知杠桿平衡:觀察“用桿秤稱質量”的過程,使學生不僅感知杠桿平衡,同時發現并領悟影響杠桿平衡的因素。
第六步構建力臂概念:創設情境通過自制教具,使學生自主構建力臂概念,同時也說明真正影響杠桿平衡的因素不是支點到力的作用點之間的距離,而是力臂。這一步是突破難點的關鍵。因為力臂的概念的建立直接影響力臂的作圖。
第七步探究杠桿平衡條件:完成探究實驗,并且在探究過程中收獲知識,學會運用,同時提高能力。
第八步學以致用。提出問題:生活中有各種各樣的剪刀,有的用來剪鐵皮,有的用來剪紙,還有的用來剪樹枝,你知道理由嗎?請學生課下“閱讀課本P79生活中的杠桿”,尋找答案。把第三部分內容“生活中的杠桿”作為課后作業,不僅培養學生的自學能力,還為突出重點,突破難點贏得課堂時間。本設計與引課相呼應,體現課堂的完整性和嚴謹性;同時讓學生感到生活中處處有物理,物理是有用也很有趣,體現了“從物理走向生活”的新課程理念。
教學目標:
1、能識別出杠桿,并能準確找出五要素;經歷用示意圖描述杠桿,學會從一些復雜實例中抽象出杠桿的物理模型,領悟物理學研究問題的方法,有將實際問題抽象為物理問題的意識。
2、通過實驗探究能得出杠桿的平衡條件,并能利用杠桿的平衡條件進行相關計算。
3、通過了解杠桿在生活、生產中的應用,進一步了解物理知識對提高人民生活、促進科學技術的發展以及在社會主義建設中的重要作用,逐漸形成創新意識。
4、經歷對三種杠桿的觀察、分析,能對杠桿進行分類,并能根據實際需要選擇合適的杠桿,有應用物理知識分析解決簡單問題的能力。
教學重點:
探究杠桿的平衡條件。
教學難點:
畫杠桿的力臂。
教學關鍵:
“創設情境,建立力臂的概念。”是突破本節難點的關鍵。
教學資源:
多媒體課件PPT、自編導學案。
教師用器材:型號不同的兩把剪刀、三根一樣的繩子、鐵架臺、桿秤、蘋果三個
自制杠桿教具、圓筒測力計、細繩、200g的鉤碼等
學生用器材:一個文件袋(內裝一把剪刀、一把鑷子、一個起子、一段繩子)、一瓶汽水、杠桿和支架、一盒鉤碼、細線等
教學流程圖:
教學過程:
教師行為 學生學習活動 設計意圖
(一) 創設情境,激趣導入
舉行剪繩子比賽:教師出示三根長短、粗細、材質、硬度完全相同的繩子,邀請三位同學到臺前參加剪繩子比賽,(給其中兩位同學提供不同的剪刀,第三位同學徒手)看哪位同學能在最短的時間內剪斷繩子。當老師宣布比賽開始時,三位同學同時動手,誰最先完成任務,請舉手示意。
采訪冠軍、亞軍、季軍同學的參賽感受。
歸納總結出:我們要完成相同的工作,選擇是否利用工具,或利用什么樣的工具對結果影響還是蠻大的。
其實在日常生活中有很多工具可以幫助我們工作的,按照不同的分類標準可以對工具進行分類,我這里選了一類工具(請大家一起來看大屏幕),我們把這類工具叫做杠桿,今天就來學習杠桿。(板書課題)
三位同學被邀請到到講臺前,領取繩子和剪刀,在老師的指令下進行比賽。
其他學生對比賽充滿期待。
比賽賽出冠、亞、季軍。
季軍同學認為只用手,沒有工具,繩子斷不了;亞軍同學認為完成這項任務很費勁,冠軍同學則認為完成這項任務很容易。
通過使用學生熟悉的生活工具引入教學內容,激發學生學習興趣的同時,體現“從生活走向物理”的基本理念。
(二) 推進新課
(一) 認識杠桿
1、介紹器材:里面裝有剪刀,繩子,起子,鑷子,生活小物品、汽水等。
2、請學生嘗試完成“用剪子剪繩子、用起子起瓶蓋、用鑷子夾物品”等活動。
3、請學生邊操作邊思考以下幾個問題:
①這些工具的材質在軟硬程度上有什么共同特點?
②在工作中它們發生了怎樣的運動?
③在什么條件下它們才能這樣運動?
4、師生交流總結杠桿的概念。
(板書杠桿的定義)一根硬棒,在力的作用下能繞著固定點轉動,這根硬棒就是杠桿。
下面來看這節學習目標
出示這節學習目標(幻燈片3)
說明:這節課將對前三個目標進行學習,第四個學習目標將作為課后作業自學完成。
5、以剪刀為載體,以師生交流為形式,介紹杠桿的支點、動力、阻力的概念。
①剪刀共有幾個杠桿?②剪刀工作時始終圍繞哪一點轉呢?③當用剪刀剪物體時,手作用在剪刀上給剪刀施加一個力,同時被剪物體也對剪刀施加一個力,剪刀分別在這兩個力的作用下,朝哪個方向轉動呢?
教師給出支點、動力、阻力的概念。
6、用三角尺在黑板上示范畫剪刀杠桿的示意圖。
7、出示用撬棒撬石頭的圖片,并指出這是人類最早使用杠桿的情形,請學生找出其支點、動力、阻力,并在學案上畫出其杠桿示意圖。請一位學生在黑板上畫,并講評。(板書支點O、動力F1、阻力F2)
教師對學生作出評價。
(二)杠桿的平衡條件
1、出示桿秤,師生互動,演示用桿秤稱兩個蘋果的質量的過程。
請同學們注意觀察當老師把蘋果放在秤盤里時,秤桿發生了怎樣的運動?現在能讀數嗎?什么時候才能讀數?
教師調節秤砣的在桿秤上的位置,使秤桿處于水平靜止。請學生分析桿秤的支點、動力、阻力。
師指出:此時杠桿在動力和阻力的共同作用下保持了靜止,物理學中把這種狀態叫杠桿平衡。(板書杠桿平衡的概念)。
2、影響杠桿平衡的因素:
人們在使用杠桿杠桿時,都是在杠桿處于平衡或接近平衡時使用的,所以杠桿平衡狀態是一種非常重要的狀態。那么什么因素影響其平衡呢?讓我們帶著這個問題繼續觀察。
提出問題:
如果老師在剛才實驗的基礎上再增加一個蘋果,請學生思考桿秤還能在水平位置平衡嗎?(邊說邊操作)
教師追問:這說明哪個因素影響杠桿的平衡呢?
教師再追問:還有辦法讓桿秤水平平衡嗎?
教師操作:向右移動秤砣的位置,直到桿秤水平靜止(水平平衡)。
教師再追問:這又說明什么因素影響其平衡呢?
教師說明:實驗中,杠桿是水平的,動力和阻力是豎直的,當力與杠桿垂直時,支點到力的作用點之間的距離的確影響杠桿的平衡,但當力的方向發生改變時,這個距離還影響杠桿的平衡嗎?為了深入研究這個問題,老師自制一個教具,我們一起來看看:
出示教具,介紹教具。
教師演示:用2N的鉤碼對杠桿施加動力,用手施加豎直向下的拉力阻礙杠桿的轉動,使杠桿在水平位置平衡。為了測量阻力的大小,使用圓筒測力計。圓筒測力計的內柱涂有紅白相間的色環,讀數方便,每段色環表示0.5N。
現在老師把動力和阻力以支點為中心對稱的作用在杠桿上,正好在這個圓的切線的位置,并且使杠桿在水平位置平衡(邊說邊操作),請學生讀數。
現在老師改變力的方向,但還要保持力的大小不變,也讓杠桿在水平位置平衡,怎么才能做到呢?我改變力的作用點。(邊說邊操作)
力所在的直線我們可以稱之為力的作用線,現在力的作用線正好是過圓的切線,我們知道過圓的切線有一條性質,和圓的半徑垂直,那么現在這條力的作用線和圓的半徑垂直嗎?(邊說邊操作)師撥動圓的半徑的指針(事先做好的指針式圓的半徑,可以轉動)。
教師再次改變力的方向,依然用大小不變的力,讓杠桿在水平位置平衡。(師操作)此時力的作用線和圓的半徑垂直嗎?(邊說邊操作)
師引導學生總結:剛才三次實驗中,我用了大小不變的力讓杠桿在水平位置平衡,但始終改變了作用點的位置,看來,支點到力的作用點之間的距離會影響杠桿的平衡嗎?
那又是哪個因素影響杠桿的平衡呢?請看大屏幕:老師用三種不同顏色的線表示剛才三次沿不同方向大小不變的拉力,最后杠桿都在水平位置平衡。通過作圖發現,從支點到力的作用線的垂直距離不變。(動畫作圖演示三個從支點到力的作用線的垂直距離)
師說明:事實上也正是這個距離影響杠桿的平衡。在物理學中將這個距離定義為力臂。(出示幻燈片)
力臂:從支點到力的作用線的距離
動力臂:從支點到動力作用線的距離。
阻力臂:從支點到阻力作用線的距離。
師再次出示用撬棒撬石頭的圖片,請同學們嘗試用三角尺在學案中畫力臂
教師對學生的畫圖及講評做出評價,為加深印象,動畫播放力臂的畫法。
(在作出支點、動力、阻力的前提下,作出力的作用線,從支點向力的作用線作垂線,標出垂足和力臂符號。)板書動力臂、阻力臂。
師說明:支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂這五個因素都會影響杠桿的平衡,我們把它們合稱為杠桿的五要素,杠桿的五要素是每個杠桿所必備的,其實,對于生活中真正使用的杠桿,往往會有很多個力作用在杠桿上,但我們研究問題會從最簡單的情況入手,下面我們就研究只有兩個力作用在杠桿上時,動力、阻力、動力臂、阻力臂之間有什么關系時,杠桿才能夠平衡。
師介紹實驗器材:一個鐵架臺、一根標有刻度的直木棒、其上掛有兩個細線圈、其質量可以忽略不計,是用來掛鉤碼的(邊說邊操作),每個鉤碼的質量的50g,粗略估計其重力0.5N。為了得到實驗數據,請同學們參照以下步驟進行實驗(出示幻燈片:實驗步驟)。
1、調節杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置靜止,達到平衡狀態。
2、在杠桿兩邊掛上不同數量的鉤碼,移動鉤碼的位置,使杠桿再次在水平位置平衡。這時杠桿兩端受到的作用力等于各自鉤碼的重量。
3、記錄力F1、 F2和力臂L1 、L2的數值,將結果填入表中.
4、改變力和力臂的數值,再做兩次實驗,將結果填入表中.
5、分析數據,找出它們的關系。
請同學們在實驗過程中,注意小組成員合作交流。
師巡視學生實驗。當看到實驗小組至少獲得一組數據時,請同學們暫停實驗。(師生交流)
師:老師看到很多小組至少獲得了一組數據,那么只有一組數據,能不能得出普遍結論?
師:應該怎么辦呢?
師:由于時間關系,我們現在每個大組有三個實驗小組,三個小組都進行了一到兩次實驗,至少獲得了一組數據,現在請你們一個大組中的三個小組,把你們的數據匯總交流,然后再合作分析出你們大組的實驗結論。
實物投影大組實驗記錄表格,并請本組代表分析大組實驗結論。
再次實物投影另一大組實驗記錄表格,并請這一大組代表分析大組實驗結論。
板書:杠桿的平衡條件是:
F1L1= F2L2
教師請學生對實驗進行評估交流。(重返剛才的實驗步驟)提出問題:
步驟1中,為什么要通過調節,使其在水平位置平衡?
師指導:任何杠桿都有自重。對于形狀規則、質量分布均勻的物體其重心在幾何中心。實驗中的杠桿支點在幾何中心,而且形狀規則、質量分布均勻。
教師再次提出問題:步驟2中,為什么還要通過調節,使其再次在水平位置平衡?
師指導:出示圖片,大家能悟出來嗎?
例題:如圖所示,已知F1=200N, L1=100cm,L2 =10cm,
則F2=( )
溫馨提示:使用杠桿平衡條件解題時兩個力臂的單位必須統一。
再來看比賽的兩把剪刀,你能從外形的什么地方看到它們有什么不同,為什么使用下面這把剪刀就能獲得冠軍?
師:很好。我們學習物理知識就是幫助我們解決實際問題的,下回比賽你選擇哪一
把剪刀呢?
學生進行實驗:
用剪子剪繩子
用鑷子夾物品
用起子起瓶蓋
學生在實驗的基礎上,思考并回答問題:剪子、起子和鑷子都很硬,它們在工作時都是在力的作用下繞著某一固定點轉動。并用剪刀、起子演示其工作時的轉動情況。
學生瀏覽學習目標
在老師的引導下,思考并回答①剪刀共有兩個杠桿②剪刀工作時始終圍繞交叉軸點轉動③當用剪刀剪物體時,手作用在剪刀上給剪刀施加一個力,同時被剪物體也對剪刀施加一個力,剪刀分別在這兩個力的作用下,朝相反方向轉動。
觀察老師板畫剪刀杠桿的示意圖。
一位學生在黑板上畫,其余學生在學案上畫出撬棒撬石頭的杠桿示意圖。
學生講評。
觀察用桿秤稱兩個蘋果的質量。
當老師把蘋果放在秤盤里時,秤桿發生了轉動,但現在不能讀數,只有通過調節秤砣的在桿秤上的位置,使秤桿處于水平靜止時才能讀數。
桿秤的提鈕處為支點,蘋果由于受重力對桿秤向下的拉力是桿秤的動力,秤砣由于受重力對桿秤向下的拉力是桿秤的阻力。
一邊觀察一邊思考。
學生觀察到當秤盤里再增加一個蘋果時桿秤不再靜止在水平位置,而是發生了轉動。
學生經過小討論得出:力的大小影響杠桿的平衡
學生齊呼:向右移動秤砣的位置。
學生脫口而出:距離。支點到力的作用點之間的距離。
學生一邊觀察,一邊與師互動交流。
學生讀數:2N。
學生觀察老師改變力的方向,由豎直向下拉變為斜著拉,同時也改變了力的作用點,當杠桿在水平位置平衡時,測力計讀數為2N。
學生觀察到力的作用線和圓的半徑是垂直的。
學生觀察到老師再次改變力的方向后,杠桿再次在水平位置平衡時,測力計的示數依然為2N,并且力的作用線和圓的半徑垂直。
生:不會。
學生看到三個從支點到力的作用線的垂直距離恰好都是圓的半徑,因此這個距離是不變的。
全體學生在學案上畫撬棒撬石頭的動力臂、阻力臂。
一學生在黑板上畫力臂
另一學生在黑板上修正力臂,并講解力臂的畫法。
學生依照實驗步驟進行實驗,并記錄數據。
生:不能。
生:應該多次實驗。
學生匯總交流數據
學生合作分析大組實驗結論。
大組代表分析大組實驗結論
學生思考,必要時小組討論。
學生領悟:實驗中的杠桿支點與重心重合,杠桿重力的力臂為0,所以步驟1中,要調節杠桿,使其在水平位置平衡是為了避免杠桿自重對杠桿平衡的影響。
學生小組討論。
學生脫口而出:此時,力臂與杠桿重合。所以步驟2中,還要調節杠桿,使其再次在水平位置平衡,就是為了直接讀出力臂。
學生分析:根據杠桿平衡條件
F1L1= F2L2
200N×100cm=F2×10cm
所以F2=2000N
生:下面這把剪刀動力臂長一些。
生齊呼:下面這把剪刀。
感受杠桿:通過經歷使用杠桿過程,尋找杠桿的共同特征,建立杠桿的概念。
目標導航
學生清楚本節課的學習內容
創設具體情境,使學生領悟支點、動力、阻力的概念。
學生學會從一些復雜實例中抽象出杠桿的物理模型,領悟物理學研究問題的方法。
承上啟下的作用。
確定生活中杠桿的五要素,同時感知杠桿平衡的實際意義。
創設情境,使學生發現并領悟影響杠桿平衡的因素
設置情境給出力的作用線的概念,為建立力臂概念作鋪墊
創設情境,使學生自主構建力臂的概念,說明真正影響杠桿平衡的因素不是支點到力的作用點之間的距離,而是力臂。
設置課堂練習
突破難點,畫力臂
突出重點
通過實驗探究,了解杠桿的平衡條件,掌握初步的科學探究方法
設置情境:
使學生明白實驗中應該多次實驗的原因,同時培養學生的合作能力和交流的意識
深度理解實驗步驟的設計內涵。
設置例題,使學生會
應用杠桿平衡條件進行相關計算。
前后呼應,同時培養學生利用物理知識解決實際問題的能力。
(三)課堂小結
請同學們回顧整堂課的內容,談談你的收獲。
師:大家總結的非常好,老師也對這節課作了一個總結,(出示幻燈片)其實這節課除了知識上的收獲外,我們還有方法上的收獲,例如我們用抽象模型法描述杠桿,用探究實驗的方法得出杠桿平衡條件。 生:知道了杠桿的定義,五要素,力臂的畫法,會畫杠桿示意圖,杠桿平衡條件。
生:知道實驗時要得到普遍規律,必須多次實驗。
整理收獲
(四)當堂檢測
下面請大家打開學案,進行當堂反饋檢測。
大屏幕出示標準答案
教師對共性問題進行講解 學生進行當堂反饋檢測。
小組成員,交換學案,互評。
及時進行反饋互評、矯正。
(五)回扣目標
請大家回看本節學習目標,通過這節課的學習,你達到目標了嗎?請在學案的自我評價的表格中做標示,課代表課后收起來學案,老師課后要追縱你的達標情況。
(再一次出示學習目標) 對照學習目標,在自我評價表里自評。 進行自我評價清楚自己的達標情況。
(六)布置作業
生活中有各種各樣的剪刀,有的用來剪鐵皮,有的用來剪紙,還有的用來剪樹枝,你知道理由嗎?請課下閱讀課本P79生活中的杠桿,相信你一定能找到答案!
學生記錄作業
把課堂延伸到課下,培養自主學習能力
(七)結束語
人類最早使用杠桿是在春秋戰國時期,例如用桔槔汲水,用撬棒撬石頭,后來隨著人們知識水平的提高人們學會了制作桿秤,
并投入使用,見證了杠桿的發展。再后來人們又應生活的各種需要,制成了各種各樣的工具,例如制成了各種各樣的剪刀,現在人們又制作了腳踏式垃圾桶、按壓式牙簽筒等等,這些都是利用了杠桿平衡條件。同學們,今天學習杠桿的相關知識后,你有沒有新的設想?會不會也有新的發明呢?老師相信,一定有!讓我們一起期待你的小創造、小發明啊!
學生觀看幻燈片,進入遐想。
引導學生,了解杠桿的發展,啟迪學生的創新意識。
板書設計:
§12.1 杠桿
教學反思:
本節課的設計充分體現了“從生活走向物理,從物理走向社會”的新課程理念。從學生熟知的剪刀引入,并創設情境,讓學生經歷“用剪子剪繩子、用起子起瓶蓋、用鑷子(筷子)夾物品”等過程,尋找杠桿的共同特征,引導他們用科學抽象的方法建立杠桿的概念。課尾讓學生運用杠桿的知識分析實際問題,分析生活中各種各樣的剪刀,并根據需要學會選擇剪刀,體會物理是有趣的,有用的,產生利用杠桿方便自己工作的情感。
本節課的設計注重創設情境,讓學生親身體驗和感悟,自主建構知識。創設情境,通過觀察“用桿秤稱蘋果的質量” 的過程,學生感知杠桿平衡,同時發現影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點到力的作用點之間的距離。但是力的大小的確影響杠桿的平衡,而真正影響杠桿平衡的因素不是支點到力的作用點之間的距離,而是從支點到力的作用線的距離,即力臂。接著通過自制教具,使學生自主構建力臂的概念,同時也說明真正影響杠桿平衡的因素不是支點到力的作用點之間的距離,而是力臂。這一步是突破難點的關鍵。因為力臂的概念的建立直接影響力臂的作圖。
本節課的設計注重實驗探究。本節課大篇幅時間圍繞學生實驗探究杠桿平衡條件展開。這也是這節課的重點所在。
本節課的設計注重知識點的落實,注重學生反饋。“撬棒撬石頭”這張圖片課堂上三次使用,第一、二次以撬棒為載體說明杠桿的定義及五要素,和力臂規范作圖方法;第三次以這張圖片為背景,訓練學生利用杠桿平衡條件進行簡單計算。課尾設置當堂反饋檢測,并進行互評、自評,使師生雙方都清楚這節的學習達標情況。
視頻來源:優質課網 www.jixiangsibao.com
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