杠桿與滑輪物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)教案及測驗(yàn)卷一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：*能準(zhǔn)確描述杠桿的定義，識(shí)別杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂五要素。*通過實(shí)驗(yàn)探究，歸納并理解杠桿的平衡條件（F?L?=F?L?）。*能區(qū)分定滑輪、動(dòng)滑輪，通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)它們的特點(diǎn)（是否省力、是否改變力的方向、是否省距離）。*理解滑輪組的組成，能判斷滑輪組中承擔(dān)物重的繩子股數(shù)，并初步學(xué)會(huì)組裝簡單的滑輪組。*能運(yùn)用杠桿平衡條件和滑輪特點(diǎn)解決簡單的實(shí)際問題。2.過程與方法：*經(jīng)歷“提出問題—猜想與假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)—分析與論證—交流與評(píng)估”的科學(xué)探究過程，體驗(yàn)杠桿平衡條件的探究。*通過觀察和動(dòng)手操作，認(rèn)識(shí)定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組的作用。*培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問題、歸納總結(jié)以及合作交流的能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：*通過探究活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心和探究欲望，培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣。*體會(huì)物理知識(shí)在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。*在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：*杠桿的五要素及杠桿平衡條件。*定滑輪、動(dòng)滑輪的特點(diǎn)及其實(shí)質(zhì)。*滑輪組的省力情況與繩子股數(shù)的關(guān)系。2.教學(xué)難點(diǎn)：*力臂的概念及畫法。*理解滑輪的實(shí)質(zhì)是杠桿的變形。*滑輪組中承擔(dān)物重的繩子股數(shù)的判斷及繞線方法。三、教學(xué)準(zhǔn)備1.教師器材：多媒體課件（PPT）、杠桿平衡條件探究裝置（帶刻度的杠桿、支架、鉤碼、彈簧測力計(jì)、細(xì)線）、定滑輪、動(dòng)滑輪、不同組合的滑輪組、鐵架臺(tái)、重物（如鉤碼或小沙袋）、細(xì)繩、刻度尺。2.學(xué)生分組器材：杠桿（帶刻度）、支架、鉤碼一盒、彈簧測力計(jì)、細(xì)線、定滑輪、動(dòng)滑輪、鐵架臺(tái)、刻度尺、實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙（或?qū)W(xué)案）。四、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課（約5分鐘）*情境引入：教師提問：“同學(xué)們，我們?cè)谏钪薪?jīng)常會(huì)用到一些工具來幫助我們完成一些力氣活，比如用撬棍撬動(dòng)大石頭，用羊角錘拔釘子，用筷子夾菜。這些工具都有什么共同的特點(diǎn)呢？”引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考。*圖片展示：展示生活中常見的杠桿類工具（如蹺蹺板、剪刀、起子）和滑輪應(yīng)用（如起重機(jī)吊臂上的滑輪、旗桿頂部的滑輪）的圖片或短視頻。*引出課題：“這些工具之所以能給我們帶來方便，都遵循一定的物理原理。今天我們就來深入探究其中的奧秘——杠桿與滑輪。”（板書課題）（二）新課講授與實(shí)驗(yàn)探究第一部分：杠桿1.認(rèn)識(shí)杠桿（約10分鐘）*定義：教師結(jié)合撬棍撬石頭的實(shí)例，給出杠桿的定義：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。強(qiáng)調(diào)“硬棒”和“固定點(diǎn)”。*杠桿五要素：*支點(diǎn)（O）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。（教師在杠桿模型上指出）*動(dòng)力（F?）：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（通常是人施加的力）*阻力（F?）：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（通常是物體受到的重力或其他阻礙力）*動(dòng)力臂（L?）：從支點(diǎn)到動(dòng)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。*力臂的畫法：教師通過圖示和實(shí)物演示，詳細(xì)講解力臂的畫法：一找點(diǎn)（支點(diǎn)），二畫線（力的作用線），三作垂線段（從支點(diǎn)向力的作用線作垂線），四標(biāo)符號(hào)（L?或L?）。強(qiáng)調(diào)力臂是“點(diǎn)到線”的距離，而非“點(diǎn)到點(diǎn)”的距離。*學(xué)生活動(dòng)：讓學(xué)生在簡單的杠桿示意圖上練習(xí)畫力臂。2.探究杠桿的平衡條件（約20分鐘）*提出問題：“杠桿在什么條件下才能保持平衡呢？”（杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)稱為平衡狀態(tài)）*猜想與假設(shè)：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)猜想：杠桿的平衡可能與動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂有關(guān)。例如，“動(dòng)力越大越容易平衡？”“力臂越長越容易平衡？”*設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：*介紹實(shí)驗(yàn)器材：帶刻度的杠桿、支架、鉤碼、細(xì)線。*實(shí)驗(yàn)步驟：1.調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。（提問：為什么要在水平位置平衡？——便于直接從杠桿上讀出力臂的大小。）2.在杠桿左右兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿再次在水平位置平衡。3.記錄動(dòng)力（F?=左側(cè)鉤碼總重力）、動(dòng)力臂（L?）、阻力（F?=右側(cè)鉤碼總重力）、阻力臂（L?）。4.改變鉤碼數(shù)量或位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，記錄多組數(shù)據(jù)。*進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，提醒學(xué)生注意安全，正確讀數(shù)，及時(shí)記錄數(shù)據(jù)。*分析與論證：各組學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，嘗試找出F?、L?、F?、L?之間的關(guān)系。（可以提示學(xué)生計(jì)算F?×L?和F?×L?的值進(jìn)行比較）*得出結(jié)論：杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F?L?=F?L?。（板書公式）*交流與評(píng)估：實(shí)驗(yàn)中存在哪些誤差？如何減小誤差？實(shí)驗(yàn)結(jié)論與你的猜想是否一致？第二部分：滑輪（可安排在另一課時(shí)或根據(jù)課堂時(shí)間調(diào)整）1.認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪（約15分鐘）*展示與定義：教師展示定滑輪和動(dòng)滑輪實(shí)物，給出定義：*定滑輪：軸固定不動(dòng)的滑輪。*動(dòng)滑輪：軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪。*探究定滑輪的特點(diǎn)：*提出問題：使用定滑輪提升物體，能省力嗎？能改變用力的方向嗎？*學(xué)生實(shí)驗(yàn)：將定滑輪固定在鐵架臺(tái)上，用彈簧測力計(jì)通過定滑輪勻速提升一個(gè)已知重力的鉤碼，比較拉力與鉤碼重力的大小，觀察拉力的方向。*結(jié)論：定滑輪不省力（F=G），但可以改變力的方向。*探究動(dòng)滑輪的特點(diǎn)：*提出問題：使用動(dòng)滑輪提升物體，能省力嗎？能改變用力的方向嗎？*學(xué)生實(shí)驗(yàn)：將動(dòng)滑輪下端掛鉤碼，上端用彈簧測力計(jì)拉住，另一端固定（或由另一位同學(xué)拉?。?，勻速提升鉤碼，比較拉力與鉤碼重力的大小（注意：實(shí)際測量時(shí)會(huì)略大于G/2，因?yàn)閯?dòng)滑輪本身有重力且存在摩擦），觀察拉力的方向。*結(jié)論：動(dòng)滑輪可以省一半力（理想情況下F=G/2），但不能改變力的方向，且費(fèi)距離。*滑輪的實(shí)質(zhì)（可選，根據(jù)學(xué)生情況）：*定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿（支點(diǎn)在軸心上，動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪半徑）。*動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的省力杠桿（支點(diǎn)在繩子與輪的邊緣接觸點(diǎn)，阻力臂是滑輪半徑，動(dòng)力臂是滑輪直徑）。2.探究滑輪組（約15分鐘）*定義：由定滑輪和動(dòng)滑輪組合而成的裝置叫做滑輪組。*提出問題：使用滑輪組既能省力又能改變方向嗎？它的省力情況與什么有關(guān)？*學(xué)生活動(dòng)：提供不同數(shù)量的定滑輪和動(dòng)滑輪，讓學(xué)生嘗試組裝簡單的滑輪組（如“一定一動(dòng)”、“兩定一動(dòng)”等），并用彈簧測力計(jì)勻速拉動(dòng)不同的滑輪組提升鉤碼。*觀察與總結(jié)：*引導(dǎo)學(xué)生觀察承擔(dān)物重的繩子股數(shù)（n）。*結(jié)論：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一（理想情況下F=G/n）。（強(qiáng)調(diào)“理想情況”指不計(jì)動(dòng)滑輪重力和摩擦）*繩子自由端移動(dòng)的距離s與物體上升高度h的關(guān)系：s=nh。*討論：如何根據(jù)需要組裝滑輪組（省力且改變方向，或更省力）。（三）課堂小結(jié)（約5分鐘）*師生共同回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容：杠桿的五要素、平衡條件；定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的特點(diǎn)。*強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)公式和結(jié)論。*引導(dǎo)學(xué)生思考杠桿和滑輪在生活中的更多應(yīng)用。（四）布置作業(yè)（約5分鐘）1.完成教材課后相關(guān)練習(xí)。2.觀察生活中還有哪些杠桿和滑輪的應(yīng)用實(shí)例，并分析它們屬于哪種類型，有什么作用。3.思考：如何用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成最省力的滑輪組？如何繞線？五、板書設(shè)計(jì)杠桿與滑輪一、杠桿1.定義：能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒2.五要素：*支點(diǎn)（O）*動(dòng)力（F?）*阻力（F?）*動(dòng)力臂（L?）：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離*阻力臂（L?）：支點(diǎn)到阻力作用線的距離3.平衡條件：F?L?=F?L?二、滑輪1.定滑輪：*特點(diǎn)：不省力（F=G），能改變力的方向*實(shí)質(zhì)：等臂杠桿2.動(dòng)滑輪：*特點(diǎn)：省一半力（F=G/2理想），不能改變方向*實(shí)質(zhì)：動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿3.滑輪組：*特點(diǎn)：既能省力又能改變方向（取決于繞法）*省力情況：F=G/n（n：承擔(dān)物重的繩子股數(shù)，理想）六、教學(xué)反思*本節(jié)課通過實(shí)驗(yàn)探究為主線，學(xué)生參與度較高，對(duì)杠桿平衡條件和滑輪特點(diǎn)的理解較為深刻。*力臂的概念和畫法是難點(diǎn)，部分學(xué)生掌握不夠牢固，需要在后續(xù)練習(xí)中加強(qiáng)。*實(shí)驗(yàn)時(shí)間的控制需要注意，確保學(xué)生有充足的時(shí)間進(jìn)行探究和討論。*對(duì)于滑輪實(shí)質(zhì)的講解，可根據(jù)學(xué)生的接受能力靈活調(diào)整深度。*聯(lián)系生活實(shí)際的例子可以更豐富一些，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。---杠桿與滑輪物理測驗(yàn)卷班級(jí)：________姓名：________學(xué)號(hào)：________得分：________（考試時(shí)間：45分鐘滿分：100分）一、選擇題（每題3分，共30分）1.下列工具中，屬于省力杠桿的是（）A.筷子B.釣魚竿C.羊角錘拔釘子D.鑷子2.關(guān)于杠桿的力臂，下列說法正確的是（）A.力臂是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離B.力臂一定在杠桿上C.動(dòng)力臂越長，越省力D.力的作用線通過支點(diǎn)時(shí)，力臂為零3.用撬棍撬動(dòng)一塊大石頭，若動(dòng)力臂是1米，阻力臂是0.2米，當(dāng)施加100牛的動(dòng)力時(shí)，能撬動(dòng)的阻力為（）A.50牛B.200牛C.500牛D.1000牛4.如圖所示的杠桿處于平衡狀態(tài)，若在兩端的鉤碼下各再掛一個(gè)相同的鉤碼，則杠桿（）（示意圖：杠桿支點(diǎn)在中間，左右兩側(cè)力臂相等，各掛一個(gè)鉤碼）A.左端下沉B.右端下沉C.仍然平衡D.無法判斷5.使用定滑輪提升重物時(shí)，若不計(jì)摩擦，拉力F與重物重力G的關(guān)系是（）A.F>GB.F=GC.F<GD.無法確定6.下列關(guān)于動(dòng)滑輪的說法中，正確的是（）A.動(dòng)滑輪一定能省一半的力B.動(dòng)滑輪可以改變力的方向C.動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)省力杠桿D.使用動(dòng)滑輪時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離等于物體上升的高度7.用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組，提升一個(gè)重為G的物體，不計(jì)滑輪重和摩擦，最小的拉力為（）A.GB.G/2C.G/3D.G/48.如圖所示的滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)是（）（示意圖：一個(gè)定滑輪在上方，一個(gè)動(dòng)滑輪在下方，繩子從動(dòng)滑輪頂端開始繞，向上繞過定滑輪，再向下繞過動(dòng)滑輪）A.1股B.2股C.3股D.4股9.下列簡單機(jī)械中，既能省力又能改變力的方向的是（）A.定滑輪B.動(dòng)滑輪C.杠桿（省力杠桿）D.滑輪組10.在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的主要目的是（）A.便于測量力的大小B.便于讀出力臂的長度C.使杠桿看起來美觀D.防止杠桿從支架上滑落二、填空題（每空2分，共30分）11.杠桿的平衡條件是____________________，用公式表示為________________。12.我們使用筷子夾菜時(shí)，筷子實(shí)質(zhì)上是一個(gè)________杠桿（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）。13.定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)________杠桿，使用它的好處是可以________________。14.某同學(xué)用10牛的力通過動(dòng)滑輪勻速提升一個(gè)重15牛的物體（不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦），則實(shí)際拉力________（選填“大于”、“等于”或“小于”）7.5牛。15.一個(gè)滑輪組用3段繩子承擔(dān)物重，用它將重90牛的物體勻速提升2米，若不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重，則拉力大小為________牛，繩子自由端移動(dòng)的距離為________米。16.如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在A點(diǎn)掛一重為6牛的物體，為使杠桿在水平位置平衡，若在B點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的力F，則F的大小為________牛。已知OA=3OB。（示意圖：O為支點(diǎn)，A在右端，B在OA中點(diǎn)偏左或具體位置根據(jù)OA=3OB設(shè)定）17.騎自行車時(shí)，捏手剎的剎車柄是一個(gè)________杠桿（選填“省力”或“費(fèi)力”），它的作用是通過增大________來增大摩擦力。（后一空與杠桿無關(guān)，可調(diào)整為與杠桿相關(guān)的，如“動(dòng)力臂”）（調(diào)整后17題：騎自行