探究杠杆平衡条件实验教案 4

探究杠杆平衡条件实验教案4一、教学目标1.知识与技能目标学生能理解杠杆平衡的概念，知道杠杆平衡条件的表达式。学生学会正确使用弹簧测力计、刻度尺等实验器材测量力和力臂。通过实验探究，培养学生观察、分析、归纳数据的能力，能根据实验数据得出杠杆平衡条件。2.过程与方法目标经历探究杠杆平衡条件的实验过程，体会科学探究的一般方法，如提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、收集证据、分析论证、评估等。培养学生运用控制变量法设计实验的能力，学会在实验中改变变量、控制不变量，从而准确探究出物理规律。3.情感态度与价值观目标通过小组合作实验，培养学生的团队协作精神和交流能力。激发学生对物理实验的兴趣，培养学生实事求是的科学态度，体验探究成功的喜悦，增强学习物理的自信心。

二、教学重难点1.教学重点理解杠杆平衡条件，并能进行相关计算和应用。掌握实验操作过程，包括正确使用弹簧测力计测量力的大小和用刻度尺测量力臂的长度。学会运用控制变量法设计实验探究杠杆平衡条件。2.教学难点正确找出力臂。力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，学生在实际操作中容易将支点到力的作用点的距离误认为是力臂，需要通过多次强调和实例分析帮助学生理解。实验数据的分析与处理。引导学生对实验数据进行科学分析，排除错误数据，找出数据之间的规律，得出杠杆平衡条件，这对学生的分析归纳能力有较高要求。

三、教学方法1.讲授法：讲解杠杆平衡的概念、实验原理、操作要点等基础知识，使学生对本节课的内容有初步的认识。2.实验探究法：通过学生分组实验，让学生亲身体验探究杠杆平衡条件的过程，培养学生的动手能力和科学探究能力。3.讨论法：组织学生对实验数据进行讨论分析，鼓励学生发表自己的观点和见解，培养学生的合作交流能力和思维能力。

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）1.展示生活中常见的杠杆实例，如撬棒、剪刀、天平、羊角锤等，引导学生观察并思考这些杠杆在使用时有什么共同特点。2.提问学生："你们在生活中有没有使用过杠杆？是怎样利用杠杆来省力或方便工作的？"让学生分享自己的生活经验，从而引出本节课要探究的主题--杠杆平衡条件。

（二）新课教学1.杠杆平衡的概念（3分钟）讲解：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，我们就说杠杆处于平衡状态。举例说明：如静止在水平桌面上的天平，匀速转动的跷跷板等，都是杠杆平衡的实例。让学生进一步理解杠杆平衡的概念。2.提出问题（2分钟）引导学生思考：杠杆在什么条件下才会平衡呢？激发学生的好奇心和求知欲，鼓励学生大胆猜想。3.猜想与假设（3分钟）让学生分组讨论，并根据自己的生活经验和对杠杆的初步认识，提出关于杠杆平衡条件的猜想。可能的猜想有：动力等于阻力。动力臂等于阻力臂。动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力÷动力臂=阻力÷阻力臂等等。4.设计实验（8分钟）引导学生分析要探究杠杆平衡条件，需要测量哪些物理量。明确需要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个物理量。讲解实验器材：杠杆、支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺等，并介绍各器材的使用方法和注意事项。强调控制变量法：在探究多个因素之间的关系时，每次只改变其中一个因素，而保持其他因素不变，从而研究被改变的这个因素对实验结果的影响。在探究杠杆平衡条件时，我们可以分别控制动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量中的一个量变化，其他三个量不变，逐一进行探究。设计实验步骤：调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是为了方便直接从杠杆上读出力臂的大小。在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力F₂，并记录阻力的大小和阻力臂l₂。在杠杆的另一侧用弹簧测力计竖直向下拉，作为动力F₁，调节弹簧测力计的位置，使杠杆再次在水平位置平衡，记录动力的大小和动力臂l₁。改变动力F₁、动力臂l₁、阻力F₂、阻力臂l₂中的一个量，重复上述实验步骤，多测几组数据。5.进行实验与收集证据（20分钟）学生分组实验，教师巡视指导。提醒学生注意：实验前要检查杠杆是否能在支架上灵活转动，若不能，要及时调整。调节杠杆平衡时，应将杠杆调至水平位置平衡，而不是静止在任意位置平衡。使用弹簧测力计测力时，要让弹簧测力计竖直向下拉杠杆，避免弹簧与外壳摩擦，影响测量结果。读取力臂时，要从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度才是力臂，而不是从支点到力的作用点的距离。及时记录实验数据，数据记录要准确、完整。6.分析与论证（10分钟）组织学生分组讨论实验数据，引导学生分析数据之间的关系。让各小组代表汇报实验数据，教师将数据汇总在黑板上。引导学生观察数据，尝试找出其中的规律。例如，比较动力与阻力的大小关系、动力臂与阻力臂的大小关系，以及动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积之间的关系等。通过分析数据，得出杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁l₁=F₂l₂。7.评估（5分钟）引导学生回顾实验过程，思考实验中可能存在的问题。让学生讨论：实验数据是否可靠？有没有出现误差较大的数据？如果有，可能是什么原因造成的？实验操作过程中有没有不规范的地方？对实验结果有什么影响？实验方案是否合理？有没有可以改进的地方？鼓励学生对实验进行反思和评价，培养学生的批判性思维和科学精神。

（三）课堂小结（5分钟）1.请学生回顾本节课所学内容，总结杠杆平衡的概念、探究杠杆平衡条件的实验过程、实验方法（控制变量法）以及得出的杠杆平衡条件。2.教师进行补充和完善，强调重点知识和实验中的关键环节，帮助学生梳理知识体系，加深对本节课内容的理解。

（四）课堂练习（10分钟）1.基础练习已知杠杆的动力臂为2m，阻力臂为0.5m，阻力为10N，求动力的大小。一根杠杆在水平位置平衡，动力臂为0.6m，动力为4N，阻力为3N，求阻力臂的长度。2.拓展练习如图所示，杠杆在水平位置平衡，已知OA=0.4m，OB=0.2m，物体G的重力为10N，要使杠杆平衡，弹簧测力计的示数应为多少？（弹簧测力计竖直向下拉）一个轻质杠杆，在A点挂一个重为30N的物体，在B点施加一个竖直向上的力F，使杠杆在水平位置平衡，已知OA=0.3m，OB=0.6m，求力F的大小。若将力F改为斜向上拉，杠杆还能平衡吗？为什么？

通过课堂练习，及时巩固学生所学知识，检查学生对杠杆平衡条件的掌握情况，发现学生存在的问题并进行针对性辅导。

（五）布置作业（课后完成）1.书面作业完成课本上的课后练习题。一根杠杆，动力臂与阻力臂之比是5:3，要使杠杆平衡，则动力和阻力之比是多少？若阻力为15N，求动力的大小。2.实践作业观察生活中还有哪些地方应用了杠杆平衡条件，举例说明，并分析它们是如何省力或方便工作的。制作一个简易的杠杆模型，利用身边的材料，如筷子、橡皮筋、小重物等，验证杠杆平衡条件。

五、教学资源1.实验器材：杠杆、支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺等。2.多媒体课件：展示杠杆的实例、实验过程的动画演示、相关练习题等，帮助学生更好地理解教学内容。

六、教学反思在本节课的教学中，通过实验探究让学生亲身体验了杠杆平衡条件的得出过程，培养了学生的科学探究能力和团队协作精神。大部分学生能够积极参与实验，认真观察、分析数据，得出杠杆平衡条件。但在教学过程中也发现了