《杠桿》教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年北師大版（北京）初中物理八年級(全一冊）一、核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)物理觀念認(rèn)識杠桿的基本結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確指出杠桿的支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂和阻力臂，理解這些要素在杠桿工作中的作用。理解杠桿平衡的條件，即動力×動力臂=阻力×阻力臂（F?L?=F?L?），并能運(yùn)用該條件分析和解決杠桿平衡問題。能區(qū)分省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿，知道它們在生活中的應(yīng)用，形成對簡單機(jī)械的基本認(rèn)識?？茖W(xué)思維通過觀察和分析生活中的杠桿實(shí)例，抽象出杠桿的模型，培養(yǎng)從具體到抽象的思維能力。在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)，提升邏輯推理和科學(xué)論證能力。結(jié)合杠桿的分類及應(yīng)用，學(xué)會從功能角度分析機(jī)械的設(shè)計(jì)原理，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式。科學(xué)探究經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)過程，包括提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)論等環(huán)節(jié)，掌握科學(xué)探究的基本方法。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇合適的器材，規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理能力。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會與他人合作，交流探究成果，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和表達(dá)能力。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感受杠桿在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，認(rèn)識到物理知識的實(shí)用性，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。在實(shí)驗(yàn)探究中，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，尊重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，勇于修正錯(cuò)誤。了解杠桿的發(fā)展歷程，體會科學(xué)技術(shù)對社會進(jìn)步的推動作用，增強(qiáng)社會責(zé)任感。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)杠桿的基本要素（支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂）的識別。杠桿平衡條件的探究及應(yīng)用。杠桿的分類及在生活中的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)力臂的概念及畫法，特別是當(dāng)力的方向與杠桿不垂直時(shí)力臂的確定。運(yùn)用杠桿平衡條件分析和解決實(shí)際問題。理解不同類型杠桿的特點(diǎn)及省力與省距離的關(guān)系。三、教學(xué)過程（一）課程導(dǎo)入（5分鐘）展示實(shí)例：教師通過多媒體展示生活中常見的杠桿工具，如撬棍撬石頭、羊角錘拔釘子、筷子夾菜、天平等，并播放相關(guān)使用視頻。提出問題：引導(dǎo)學(xué)生觀察這些工具的使用過程，提問：“這些工具在工作時(shí)有什么共同的特點(diǎn)？它們是如何幫助我們完成工作的？”引出課題：學(xué)生討論后，教師總結(jié)：“這些工具在工作時(shí)都可以繞一個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，像這樣的簡單機(jī)械叫做杠桿。今天我們就來學(xué)習(xí)第十一章第一節(jié)《杠桿》，探究杠桿的奧秘?！保ǘ┬抡n講授1.杠桿的基本要素（15分鐘）教材內(nèi)容講解：引導(dǎo)學(xué)生翻開教材，閱讀關(guān)于杠桿的定義：“一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿?！辈⒔Y(jié)合教材中的杠桿示意圖，介紹杠桿的五個(gè)基本要素：支點(diǎn)（O）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)。動力（F?）：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。阻力（F?）：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。動力臂（L?）：從支點(diǎn)到動力作用線的垂直距離。阻力臂（L?）：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離。實(shí)例分析：以撬棍撬石頭為例，在黑板上畫出示意圖，逐一指出支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂和阻力臂。強(qiáng)調(diào)力臂是“點(diǎn)到線的距離”，而非“點(diǎn)到點(diǎn)的距離”?；泳毩?xí)：讓學(xué)生觀察教材中的羊角錘拔釘子示意圖，小組討論并指出各要素。隨后請學(xué)生代表上臺，在黑板上標(biāo)注出支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂和阻力臂，教師進(jìn)行點(diǎn)評和糾正。設(shè)計(jì)意圖：通過教材講解、實(shí)例分析和互動練習(xí)，幫助學(xué)生建立杠桿的模型，準(zhǔn)確識別杠桿的基本要素，突破力臂識別這一難點(diǎn)。2.力臂的畫法（10分鐘）步驟講解：教師在黑板上示范力臂的畫法，總結(jié)步驟：確定支點(diǎn)O。畫出力的作用線（用虛線延長力的作用線）。從支點(diǎn)O向力的作用線作垂線，垂足為垂足。用大括號標(biāo)出支點(diǎn)到垂足的距離，即為力臂，并標(biāo)上相應(yīng)的符號（L?或L?）。案例練習(xí)：給出不同方向力作用在杠桿上的示意圖（如力的方向與杠桿垂直、不垂直），讓學(xué)生在練習(xí)本上畫出對應(yīng)的力臂。教師巡視指導(dǎo)，選取典型錯(cuò)誤進(jìn)行展示和糾正。師生互動：請一名學(xué)生上臺，在黑板上完成指定力臂的畫法，其他學(xué)生進(jìn)行評價(jià)，教師總結(jié)注意事項(xiàng)，如力的作用線要畫虛線，垂線要用直角符號標(biāo)注等。設(shè)計(jì)意圖：通過規(guī)范的步驟講解和反復(fù)練習(xí)，讓學(xué)生掌握力臂的畫法，加深對力臂概念的理解。3.探究杠桿的平衡條件（20分鐘）提出問題：教師提問：“杠桿在什么情況下會保持平衡？杠桿平衡時(shí)，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在怎樣的關(guān)系？”作出假設(shè)：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)猜想，學(xué)生可能會提出“動力等于阻力”“動力臂等于阻力臂”“動力×動力臂=阻力×阻力臂”等假設(shè)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：介紹實(shí)驗(yàn)器材：杠桿、支架、鉤碼、彈簧測力計(jì)、刻度尺等。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡（消除杠桿自重對實(shí)驗(yàn)的影響），在杠桿兩端掛鉤碼，改變鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，使杠桿再次平衡，記錄動力、動力臂、阻力、阻力臂的數(shù)值。多次實(shí)驗(yàn)，獲取多組數(shù)據(jù)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，若左端下沉，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)；實(shí)驗(yàn)中保持杠桿在水平位置平衡，便于直接從杠桿上讀出力臂的長度。學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填寫在表格中（如下表）：實(shí)驗(yàn)次數(shù)動力F?/N動力臂L?/cm阻力F?/N阻力臂L?/cmF?L?/(N?cm)F?L?/(N?cm)123分析與論證：各小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，比較F?L?和F?L?的大小關(guān)系，得出結(jié)論：杠桿平衡時(shí)，動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F?L?=F?L?。評估與交流：讓學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)過程中可能存在的誤差及改進(jìn)方法，如鉤碼的重力是否準(zhǔn)確、杠桿是否完全水平等。設(shè)計(jì)意圖：通過完整的實(shí)驗(yàn)探究過程，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的方法，自主得出杠桿平衡條件，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力。4.杠桿的分類（15分鐘）教材內(nèi)容講解：閱讀教材中關(guān)于杠桿分類的內(nèi)容，根據(jù)杠桿平衡條件，分析當(dāng)動力臂和阻力臂關(guān)系不同時(shí)，動力和阻力的大小關(guān)系：省力杠桿：動力臂大于阻力臂（L?>L?），動力小于阻力（F?<F?），省力但費(fèi)距離。費(fèi)力杠桿：動力臂小于阻力臂（L?<L?），動力大于阻力（F?>F?），費(fèi)力但省距離。等臂杠桿：動力臂等于阻力臂（L?=L?），動力等于阻力（F?=F?），不省力也不費(fèi)力。實(shí)例分析：展示生活中的杠桿實(shí)例，如撬棍（省力杠桿）、筷子（費(fèi)力杠桿）、天平（等臂杠桿），結(jié)合示意圖分析它們的動力臂和阻力臂關(guān)系，判斷杠桿類型，并說明其特點(diǎn)和應(yīng)用場景?；佑懻摚鹤寣W(xué)生列舉生活中其他的杠桿實(shí)例，小組討論并判斷其類型，分析使用該杠桿的好處。如羊角錘拔釘子是省力杠桿，能輕松拔出釘子；釣魚竿是費(fèi)力杠桿，可節(jié)省距離，便于操作。設(shè)計(jì)意圖：通過教材講解和實(shí)例分析，讓學(xué)生理解杠桿的分類依據(jù)及各類杠桿的特點(diǎn)，認(rèn)識到不同杠桿在生活中的合理應(yīng)用。5.杠桿平衡條件的應(yīng)用（15分鐘）例題講解：例題1：一根杠桿，動力臂是阻力臂的3倍，當(dāng)杠桿平衡時(shí)，動力是阻力的幾分之幾？若阻力為30N，動力是多少？教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)杠桿平衡條件F?L?=F?L?，代入已知條件求解，強(qiáng)調(diào)解題步驟和單位統(tǒng)一。例題2：用撬棍撬一塊重500N的石頭，支點(diǎn)到石頭的距離是0.2m，支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離是1m，至少需要多大的動力才能撬動石頭？讓學(xué)生畫出示意圖，明確動力臂和阻力臂，再運(yùn)用平衡條件計(jì)算，教師巡視指導(dǎo)。學(xué)生練習(xí)：給出幾道類似的練習(xí)題，讓學(xué)生獨(dú)立完成，同桌之間互相檢查，教師選取典型錯(cuò)誤進(jìn)行講解。設(shè)計(jì)意圖：通過例題講解和練習(xí)，讓學(xué)生掌握運(yùn)用杠桿平衡條件解決實(shí)際問題的方法，提高知識應(yīng)用能力。（三）課堂練習(xí)（10分鐘）1.展示題目：下列關(guān)于杠桿的說法中，正確的是（）A.杠桿一定是直的B.支點(diǎn)一定在杠桿的中點(diǎn)C.動力臂是支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離D.當(dāng)杠桿平衡時(shí)，動力×動力臂=阻力×阻力臂一根杠桿在力的作用下處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)對杠桿施加一個(gè)力，杠桿仍然平衡，則這個(gè)力（）一定作用在支點(diǎn)上一定作用在動力作用點(diǎn)上力的作用線一定通過支點(diǎn)一定是阻力用一個(gè)動力臂是阻力臂5倍的杠桿，在5s內(nèi)用60N的力把240N的重物舉高0.2m，求：（1）動力做的功；（2）動力的功率。學(xué)生練習(xí)：學(xué)生獨(dú)立完成，教師巡視，及時(shí)解答學(xué)生的疑問。講解答案：逐題講解，分析解題思路，強(qiáng)調(diào)易錯(cuò)點(diǎn)，如力臂的概念、杠桿平衡條件的應(yīng)用等。（四）課堂小結(jié)（5分鐘）1.引導(dǎo)回顧：教師提問：“通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你學(xué)到了關(guān)于杠桿的哪些知識？”鼓勵(lì)學(xué)生自由發(fā)言，回顧杠桿的基本要素、平衡條件、分類及應(yīng)用等內(nèi)容。2.總結(jié)歸納：教師結(jié)合板書，梳理本節(jié)課