3.4 简单机械（第2课时）（教学设计）-2024-2025学年度九年级科学上册同步高效课堂（浙教版）.docx

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3.4简单机械（第2课时）（教学设计）

年级

八年级

授课时间

课题

3.4简单机械（第2课时）

教学

目标

科学观念：研究杠杆的平衡条件及应用；知道杠杆的分类及特点。

科学思维：应用杠杆的平衡条件解释生活和生产中的问题；根据实验数据归纳出杠杆平衡条件的数学表达式，应用杠杆平衡条件解决相关问题。

探究实践：学会用简单的器材探究杠杆的平衡条件，根据实验数据得出杠杆平衡条件的数学表达式。

态度责任：学会合作和交流，体验成功探究带来的乐趣，感悟生活中处处有科学。通过学习体会提高机械效率对节约能源和促进社会发展的重要意义。

教学

重难点

重点：杠杆的平衡条件

难点：杠杆的应用

学情

分析

本节内容选自浙教版九上第三章第4节，本节主要内容：杠杆、杠杆的应用、定滑轮和动滑轮、滑轮组、机械效率。杠杆、滑轮、斜面都是重要的简单机械，它们在生活和生产中有着广泛的应用，学好这部分知识具有重要的实际意义。教材通过学生熟悉的日常生活中使用的器具，经过科学抽象出杠杆、滑轮的概念，初步体会科学教学中建立科学模型的方法，并通过实验探究出杠杆的平衡条件，培养学生科学探究的能力。通过机械效率的计算公式，了解简单机械的机械效率如何计算。

本节内容拟用4课时完成。第1课时主要内容是杠杆的概念及杠杆五要素；第2课时主要内容是杠杆的平衡及应用；第3课时主要内容是定滑轮和动滑轮、滑轮组；第4课时主要内容是斜面和机械效率。

教学

准备

课件、课本、活动器材等

教学过程

教师活动

学生活动

新

课

导

入

跷跷板是一种简单的杠杆机械，为什么体重不同的两人在跷跷板上移动到适当的位置能让跷跷板达到水平静止的状态？

那么杠杆什么样的状态是平衡状态呢？达到平衡状态又需要什么条件呢？

思考杠杆平衡的条件

新知讲授

一、杠杆的平衡条件

杠杆的平衡状态

杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡状态。

所以说杠杆的平衡状态并不一定就是水平位置平衡，也可以是非水平位置静止，也可以是匀速转动的状态。

那么杠杆平衡时，应满足什么条件？

研究杠杆的平衡

【提出问题】?

杠杆平衡时，作用在杠杆上的动力F1、阻力F2和动力臂l1、阻力臂l2之间存在着怎样的关系呢？

【建立假设】

两个同学在玩跷跷板的时候，结合自己玩跷跷板的体会，怎样才能保持跷跷板水平位置平衡？若要把自己这一端往下压，需要把自己的身体往外移动，也就是说，增大力臂。从中我们可以得到启发：杠杆的平衡跟动力、动力臂与阻力、阻力臂有关。

【设计实验】

利用小组合作的方式设计实验方案。我们可以对跷跷板进行简化，如图所示，用一根带有刻度的均质木尺作为杠杆，用钩码的拉力来代替人的作用力，进行实验研究。

【实验器材】

带刻度的杠杆和支架、钩码、细线等。

【进行实验】

（1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态。

注意：一开始调好平衡螺母后之后就不再调节，杠杆向右偏，平衡螺母向左调，反之右调

（2）在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次在水平位置处于平衡状态。这时杠杆两端受到的作用力分别等于各自钩码的重力。

水平位置平衡的目的：

①可以使杠杆的重心落在支点处，此时杠杆自身重力的力臂为0，从而消除了杠杆的重力对实验的影响。

②此时力臂在杠杆上，便于读出力臂。

（3）将支点左边钩码对杠杆的作用力记作动力F1，右边钩码对杠杆的作用力记作阻力F2。将动力和阻力填入表内。

（4）读出动力臂l1、阻力臂l2，并填入表内。

（5）改变力和力臂的数值，重复上述实验，共做4次。把有关数据填入表内。

重复实验的目的：目的：避免结论的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍性规律

序号

动力F1（牛）

动力臂l1（厘米）

阻力F2（牛）

阻力臂l2（厘米）

1

0.5

20

1.0

10

2

1.0

20

2.0

10

3

1.5

10

1.0

15

4

2.0

10

1.0

20

【数据分析】

每次杠杆平衡时，两侧的力并不相等，力臂也不相等，但动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积相等。

【实验结论】

杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂

用公式表示为：F1

杠杆平衡条件的应用

根据F1l1

注意事项：

①单位统一，力的单位为N，力臂的单位一致；

②力和力臂的乘积相等杠杆就平衡，否则乘积大的那端下降，乘积小的上升。

思考与讨论

为什么要调节杠杆在水平位置平衡，而不使它处于倾斜状态平衡？

可以使杠杆的重心落在支点处，此时杠杆自身重力的力臂为0，从而消除了杠杆的重力对实验的影响。可以从杠杆上直接读出力臂的大小。

二、杠杆的应用

使用杠杆到底是省力还是费力呢？

读图：观察图中所示的杠杆，比较它们