第一节 杠杆

杠 杆 教 案 设 计华西中学 马富虎设计意图：按照常规传统思路：首先通过实例让学生认识杠杆，然后介绍杠杆的五要素，并通过作图来强化。再通过实验探究杠杆的平衡条件。我的思路是：首先通过实例让学生认识杠杆，只介绍杠杆的支点、动力和阻力，然后由“一胖一瘦两位同学推门”，猜想影响杠杆平衡的因素，并通过实验探究杠杆的平衡，在实验过程中，再加入用弹簧测力计斜拉的实验，让学生认识到影响杠杆平衡的因素，不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的距离，由此引入力臂。然后在此基础上总结出杠杆的平衡条件。杠杆是一种简单机械，是一种物理模型，杠杆知识与学生日常生活紧密联系。本节的教学难点是对动力臂和阻力臂的认识，遵循“从生活走向物理，从物理走向社会”的设计理念，并考虑学生对模型的认知规律。在教学中可以先创造一个环境，让学生通过“做”来体验杠杆、认识杠杆。引导学生猜想影响杠杆平衡的因素。然后通过学生进行自主探究杠杆平衡条件实验，体现自主学习和探索精神，提高发现式、探索式自主学习能力。给学生充分发表自己见解和表现自己才华的机会，满足他们创造的愿望，获得施展自己创造才能的机会。教学设计教学目标：1、科学知识目标：（1）知道利用工具可以把桶盖打开，知道使用撬杆打开桶盖最容易。（2）知道杠杆的组成除了有撬杆外，还有动力作用点、阻力作用点和支点，以及力臂的定义画法。（3）探究杠杆的平衡条件。（4）了解省力杠杆和费力杠杆，对简单机械杠杆的使用有一定的了解。2、能力培养目标：（1）通过观察和实验，了解杠杆的结构。（2）通过参与科学探究活动，能对杠杆的平衡进行猜想与假设，并设计出实验方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆平衡的条件。培养学生观察、比较和分析问题的能力；培养学生实验操作的能力；学习使用工具的能力。3、情感态度价值观：认识到科学是不断发展的；愿意与他人合作学习和探究问题。培养学生探索杠杆在日常生活中应用的兴趣以及关注历史、关注科学的意识。教学重、难点： 认识并且找，画杠杆上的五要素，探究杠杆的平衡条件教学准备： 空奶粉桶、螺丝刀、羊角锤，杠杆，铁架台，钩码，弹簧测力计教学过程：一、创设情境、导入新课1、提问：A你能用手将订在木板上的一个钉子拔出来吗？B奶粉的桶盖打不开时，用什么方法把它打开？C怎样将啤酒瓶盖打开？2、请同学们交流一下方法二 实验观察、探究新知1、教师实物展示：订有钉子的木板，一个空的奶粉桶，啤酒瓶，螺丝刀，钢丝钳，羊角锤，起子提问：如果要将钉子拔出来，要打开奶粉的桶盖，要将啤酒瓶盖打开，用什么工具最简单、方便？（独特思考：通过创设学生常见的又充满趣味的情境来引出研究的内容，激发学生研究的兴趣，也充分调动学生的学习积极性。）2、学生讨论。3、分组实验。用羊角锤拔钉子，用螺丝刀打开奶粉桶，用起子开瓶子。4、生活中有许多任务都是用类似的方法来完成的。 5这些工具在工作时有哪些共同的特点。有力的作用绕一固定点转动硬棒物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。（板书）在力的作用下，一根像螺丝刀一样可以绕着固定点转动，能撬起重物的硬杆叫做“杠杆”。杠杆是一种常用的简单机械。螺丝刀上人用力的点是动力作用点，承受重物的点是阻力作用点，起支撑作用的点是支点。6 再次实验观察并找出杠杆上的三点即支点、动力作用点、阻力作用点。三 由“一胖一瘦两位同学推门”引入力臂的定义教师提问：猜想杠杆在什么样的情况下省力？在什么样的情况下费力？在什么样的情况下不省力又不费力？可能是什么原因？（在这一环节中让学生充分发表自己的见解。）教师设计实验：请一胖一瘦两位同学向相反方向推门，让同学把力的作用点作用在门边缘，胖同学把力的作用点作用到门轴附近。结果必然是瘦同学把门推向胖同学一边。这时学生可能会分析出：影响杠杆平衡的因素除了力的大小、方向之外，还与力的作用点有关。这时可再进一步设计实验：取一根杠杆，一侧挂钩码，一侧用弹簧测力计分别沿竖直向下、30角斜向下和60角斜向下拉弹簧测力计，分别读出弹簧测力计的示数，学生会发现示数逐渐变大了，而此时支点到力的作用点的距离是相同的，此时，进一步学生分析影响杠杆平衡的因素之一确切的说是“支点到力的作用线的垂直距离”，即“力臂”。（独特思考：这样步步为营，层层深入，相信有这样一个逐步思考的过程，学生一定会易于接收和理解的。）四 介绍杠杆的五要素（见投影）支点O：杠杆绕着转动的点动力F1：使杠杆转动的力阻力F2：阻碍杠杆转动的力动力臂l1：从支点到动力作用线的垂直距离阻力臂l2：从支点到阻力作用线的垂直距离五 通过画示意图和实物图进一步了解杠杆五要素F1O六 探究杠杆平衡条件 教师述：请同学们谈谈在生活中所了解的杠杆：提问并思考：（1）用杠秤称东西时必须在什么情况下才能准确地测出物体的质量？（2）杠杆在什么情况下将处于平衡状态？（杠杆静止或者缓慢匀速转动为杠杆平衡状态）（3）杠杆平衡时F1、F2、L1、L2存在什么关系？ 实验目的：探究杠杆的平衡条件实验器材：杠杆、铁架台、钩码，弹簧测力计实验步骤：把杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 教师提出生成问题：测量前，为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢？目的是什么？ 注意：调节杠杆平衡的方法：左翘左移，右翘右移在杠杆两边挂适当钩码，并移动钩码位置，用弹簧测力计竖直拉，使得杠杆在水平位置平衡，并读出两力臂的值，将力和力臂的数值填入表中；至少重复3次教师提出生成问题：测量时，杠杆为什么要静止在水平位置？目的是什么？ 进行实验与收集证据实验次数F1/NL1/cmF2/NL2/cm123注意：在分析判断过程中有可能出现F1+L1=F2+L2 的结论，要求学生认真分析数据，找到出错的原因，为以后的学习和工作打下坚实的基础。得出结论：杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂 （F1L1=F2L2）讨论、交流、合作教师提问：（1）你的实验结论与你的假设一致吗？你的结论是什么？ （2）在实验中你还能发现什么问题？提出并讨论七 杠杆的分类 1、联系我们曾经使用过的杠杆类工具，讨论杠杆在什么状态下能够省力？在什么状态下不能够省力？2、教师提问：请同学们尝试给常用的杠杆类工具分类 根据杠杆的状态把杠杆分成三种类型。为了便于学生的记忆，老师可以把结论提练下：省力杠杆，费力杠杆，等臂杠杆3、拿出课上画出的杠杆图，以及课本上杠杆图，判断他们是属于哪种类型4让学生提出问题发现的问题，学生会提出有的杠杆在使用中并不省力(而是费力)，为什么我们还要使用这样的杠杆呢？(可以以钓鱼杆为例)然后引导学生思考时，可以提示学生找一找有没有既省力有省距离的杠杆， 八 实践运用教师提问：1、用一只弹簧测力计能测出一头大象的重吗？2、阿基米德说：“给我一根足够长的杆子我能撬动地球”,他的说法能实现吗？（独特思考：让学生学会获取有效信息的方法，培养学生将所学知识与生活相结合的能力；此环节体现了从物理走向生活的新课程理念。）九 学生总结本节课的收获：1、什么是杠杆？2、杠杆平衡的条件是什么？3杠杆的分类？板书设计一 杠杆物理学中，将一根在力的作用下