《科学探究：杠杆的平衡条件》教学设计

　　【教学目标】

 

　　一、知识与技能

 

　　知道什么是杠杆，能从常见的工具和简单机械中识别出杠杆；理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂；知道杠杆平衡的条件；能根据实际需要正确选择和使用杠杆。

 

　　二、方法与过程

 

　　经历“探究杠杆平衡条件”的过程，参与科学探究活动，体验科学探究的全过程。培养学生的观察力、创造想象力；实验操作能力和数据处理能力；能根据自己制定的分类原则给杠杆分类；学习分类的方法。

 

　　三、情感态度价值观

 

　　体验科学探究的乐趣，激起学生学习物理的兴趣，培养学生认真、细致和实事求是的科学态度。了解杠杆在我国古代的应用。

 

　　【教学难点】

 

　　1.设计“探究杠杆平衡条件”的实验方案；

 

　　2．力臂的确定．

 

　　【教学重点】

 

　　探究杠杆平衡条件。

 

　　【教学方法】

 

　　实验探究，引导创新。

 

　　【教学过程】

 

　　一、引入新课

 

　　同学们，我是阿基米德，已经两千多岁。在两千多年前，我说过“给我一个支点，我可以撬动地球。”两千多年来，我没有将地球撬动，这是事实，这并不是我的错，因为我没有找到一个合适的支点。可是，许多爱嚼舌头的人硬说我是在吹大话，在说谎。我这个两千多岁的人实在受不了这样的委屈。今天，我请大家帮我伸冤，你们愿意吗？不管结果如何，我──阿基米德先在这谢谢大家了！

 

　　大家有信心吗？

 

　　要想帮我伸冤，实际很容易，只需弄清杠杆的平衡条件即可。

 

　　二、新授

 

　　（板书）第一节 科学探究：杠杆的平衡条件

 

　　杠杆是一种古老而简单的机械，许许多多机械的应用改变和丰富了我们的生活。今天我们就从生活中的杠杆说起，了解机械与人的关系。

 

　　（板书）1．认识杠杆

 

　　让学生展示自带的杠杆（铁锤、剪刀、轮轴、扳子、钢丝钳、镊子等）并说出其应用及特征。

 

　　讨论、归纳各种杠杆的共同特征：

 

　　（板书）在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫杠杆。

 

　　出示图片：猿人移动石块

 

 

　　置疑：古猿要把大石块移动，用木棍捅石块捅不动，谁能想法帮帮它？

 

　　置疑：古猿用的木棍是杠杆吗？

 

　　铁锤、剪刀、轮轴、扳子、钢丝钳、镊子等是不是杠杆？

 

　　置疑：为什么人们利用杠杆橇石块时总是把支点放在离石块很近的地方？而不放到离石块远一些的地方？

 

　　（板书）2．认识杠杆的几个概念

 

　　介绍支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。

 

 

　　强调力臂的画法：

 

　　·找支点；

 

　　·画出动力和阻力的作用线；

 

　　·过支点向力的作用线作垂线，垂线的长度即是力臂。

 

　　概括为：一找点二画线三作垂线段。

 

　　用橡皮、笔、书、直尺设计一个杠杆探究支点在不同位置时动力的大小情况。

 

　　结论：动力臂越长、阻力臂越短，越省力；动力臂越短、阻力臂越长，越费力。

 

　　所以人们为了用较小的力撬大石块时，就要把支点放到离石块较近的地方，增大动力臂、减小动力。

 

　　（1）提出问题大家能否猜想一下动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的关系呢？

 

　　（板书）3．杠杆的平衡条件

 

　　（2）猜想与假设让学生充分猜想，同时用橡皮、小刀、直尺、硬币等物示意给学生看，什么叫杠杆的平衡。

 

　　学生可能给许多种猜想如：

 

　　①F₁+L₁=F₂+L₂     ②F₁/L₁=F₂/L₂　③F₁-L₁=F₂-L₂     ④F₁×L₁=F₂×L₂

 

　　教师带领学生分析以上猜想，甄别那是明显错误的猜想，如①F₁+L₁=F₂+L₂    ③F₁-L₁=F₂-L₂，力和力臂单位不一样是不能加减的。

 

　　将学生分成两部分分别探究②F₁/L₁=F₂/L₂    ④F₁×L₁=F₂×L₂

 

　　（3）制定计划与设计实验

 

　　设计实验方案：（引导学生讨论，实验装置中力的大小、力臂的大小最好能随时知道。实验探究前，应让学生充分讨论他们的探究方案。）

 

　　实验目的：

 

　　探究杠杆的平衡条件

 

　　实验器材：

 

　　杠杆、铁架台、钩码

 

　　实验步骤：

 

　　①如图，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；

 

　　※为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢？（因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出．）

 

　　※ 调节杠杆平衡的方法：左沉右旋    右沉左旋

 

　　②在杠杆两边挂适当钩码，并移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，计算两力的大小，并读出两力臂的值，将力和力臂的数值填入表中；（重复3次）

 

　　（4）进行实验与收集证据

 

 

　分析判断：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。

 

　　（5）讨论、交流、合作

 

　　你的实验结论与你的假设一致吗？你的结论是什么？

 

　　（6）得出结论：杠杆的平衡条件是：

 

　　动力×动力臂＝阻力×阻力臂 （F₁×L₁=F₂×L₂）

 

　　（板书）4．杠杆的分类

 

　　告诉学生分类首先要制定分类原则，然后按原则分类。

 

　　无论学生怎样分类，只要符合分类原则，都应充分肯定。

 

　　5．作业设计：

 

　　在如图所示的实验装置中：

 

 

　　（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆左边下倾，这时可以将杠杆右端的螺母向     边旋一些，使杠杆水平平衡。

 

　　（2）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上的点是等间距的，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆水平平衡？请设计出两种方案。

 

　　（1）                                 ；

 

　　（2）                                 。