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人教版（2024）八年级下册物理第十二章《简单机械》教案（共4课时）

第1节杠杆

教学目标

1．物理观念：

(1)知道杠杆及杠杆相关的概念。

(2)知道杠杆的平衡条件及其表达式。

(3)能从常见工具和简单机械中识别出杠杆并能进行分类。

2．科学思维：

(1)通过对实例进行分析，结合示意图建立杠杆的模型，掌握力臂的画法。

(2)通过观察实验现象和分析实验数据，推理得出杠杆的平衡条件。

(3)通过模型结合杠杆平衡的原理进行分析并能解决相关问题。

3．科学探究：经历探究杠杆平衡条件的过程，学会分析实验现象、寻找数据间规律，从而归纳出实验结论的一般方法，提高实验探究能力和思维能力。

4．科学态度与责任：

(1)通过从生活中的实例中建立杠杆模型的过程，了解物理学中研究问题的方法，总结成功的经验。

(2)通过探究杠杆的平衡条件，使学生勇于并乐于参与科学探究，增进交流与合作的意识，加强学生之间的相互协作精神。

教学重难点

教学重点：杠杆的平衡条件及杠杆的分类。

教学难点：力臂的概念和画法；利用杠杆的平衡条件解决实际问题。

教学用具

铁架台、钩码、细绳、等分刻度的匀质木尺、多媒体课件等。

教学过程

情境导入

情境展示多媒体展示生产、生活中杠杆的应用。我国古代利用桔槔在井内汲水；在现代建筑工地上，人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动。通过这些实例，有效地引起学生的注意，从而导入新课。

新课教学

探究点一杠杆

提问观察如图所示的机械和工具，你能说一说它们有什么共同特点吗？

学生讨论、交流，教师引导总结。

总结共同点：(1)硬；(2)在力的作用下绕某一点转动。

概念引入一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆。

展示多媒体展示撬棒的图片，引导学生认识杠杆的五要素。

杠杆的五要素：

支点：杠杆绕着转动的点叫支点，用O表示。

动力：使杠杆转动的力，用F1表示。

阻力：阻碍杠杆转动的力，用F2表示。

动力臂：支点O到动力F1作用线的距离(l1)。

阻力臂：支点O到阻力F2作用线的距离(l2)。

补充请同学们画出下图中力的力臂。

教师巡回指导，注意发现比较典型的错误，反馈点拨。然后教师归纳总结。

画力臂的步骤：

(1)确定支点；

(2)确定力的作用线；

(3)过支点到力的作用线作垂线；

(4)标垂足，定力臂。

探究点二杠杆的平衡条件

提问当杠杆在阻力和动力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。那么，杠杆在满足什么条件时才会平衡呢？

实验探究杠杆的平衡条件。

实验思路：探究杠杆的平衡条件，需要找到动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系。实验时可以先保持左侧的两个量不变，改变右侧的两个量。然后再保持右侧的两个量不变，改变左侧的两个量。综合分析，找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系。

实验过程：实验装置如图，先调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态。

1．给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。

2．把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的数值填入表中。

3．保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数值填入表中。

4．保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小，再做几次实验，把数值填入表中。

实验次数

动力F1/N

动力臂l1/m

阻力F2/N

阻力臂l2/m

1

2

3

4

5

6

……

实验结论：分析表中的数据，找出它们之间的关系。

结论实验结果表明，要使杠杆平衡，需要满足条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。或写为F1l1＝F2l2。

探究点三生活中的杠杆

展示多媒体展示生活中的其他杠杆。你能说说它们各自的动力臂和阻力臂有什么关系吗？

学生讨论、分析，教师总结。

结论生活中的杠杆可以分为三类。

(1)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，不省力也不费距离。如托盘天平、跷跷板等。

(2)省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，省力但费距离。如撬棒、铡刀、小推车等。

(3)费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，费力但省距离。如铁锹、船桨、筷子等。

自主学习阅读教材P109“我国古代的杠杆”，与大家分享你知道的其他机械或杠杆。

板书设计

第1节杠杆

1．定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆。

2．杠杆的五要素：

(1)支点O。(2)动力F1。(3)阻力F2。(4)动力臂l1。(5)阻力臂l2。

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