《科學探究：杠桿的平衡條件》教學設計嘉祥縣黃垓鎮(zhèn)中學周忠輝【教學目標】

一、知識與技能

知道什么是杠桿，能從常見的工具和簡單機械中識別出杠桿；理解支點、阻力、阻力臂、動力、動力臂；知道杠桿平衡的條件；能根據實際需要正確選擇和使用杠桿。

二、方法與過程

經歷“探究杠桿平衡條件”的過程，參與科學探究活動，體驗科學探究的全過程。培養(yǎng)學生的觀察力、創(chuàng)造想象力；實驗操作能力和數據處理能力；能根據自己制定的分類原則給杠桿分類；學習分類的方法。

三、情感態(tài)度價值觀

體驗科學探究的樂趣，激起學生學習物理的興趣，培養(yǎng)學生認真、細致和實事求是的科學態(tài)度。了解杠桿在我國古代的應用。

【教學難點】

1.設計“探究杠桿平衡條件”的實驗方案；

2．力臂的確定．【教學重點】

探究杠桿平衡條件?！窘虒W過程】一、觀看影片，引入新課利用屏幕播放一段影片（影片中提到杠桿的概念）然后提出問題什么是杠桿？從而引入新課二、觀察生活，得出新知1、初設疑你會用它們嗎？在投影中播放瓶起子、鉗子、羊角錘、剪刀等生活實物使用時的視頻慢放它們的工作過程讓學生觀察它們的共同特點。然后與全班同學交流自己的觀察結論。（設計意圖：讓學生從身邊常見甚至常用的物品入手，體會物理與生活的密切聯(lián)系，同時學會尋找不同事物的共性所在。）學生充分交流得出所見工具的共性“用力后工具會轉動以完成工作”。然后教師引導學生學習杠桿的定義引出杠桿的三要素：支點、動力、阻力。2、再設疑：怎么更好的用它們呢？老師引導：“大家已經發(fā)現這些工具用力后會轉動以完成工作，那能不能用更小的力使它們轉動以完成工作呢？你是怎么做到的？（設計意圖?讓學生意識到原來平時我們司空見慣的一些做法中蘊含著豐富的物理知識，發(fā)現并研究這些知識，將會更好的服務于我們的生活。）利用生活經驗學生很容易得出“手往后抓”的結論。此時我設計了活動一在杠桿的左端同一位置掛一重物，在杠桿的右端分別在ABC三點用彈簧測力計豎直向下拉使杠桿水平位置靜止比較三次測力計的示數ＡＡCＢO所示的實驗器材來支持學生的結論——手離支點越遠越省力。3、三設疑還可以更加省力嗎？此問題一拋出，一反剛才大面積學生舉手爭相回答問題的局面，學生陷入了沉思，但有個別學生可能給出“老師，可以把工具加長一塊兒”的答案，老師可以不急于回答。此時我設計了活動二、動力離支點越遠真的越省力嗎？在杠桿的左端同一位置掛一重物，在杠桿的右端在C點用彈簧測力計分別豎直向下拉和斜拉杠桿使杠桿在水平位置靜止比較兩次測力計的示數ＡＡCＢO學生發(fā)現斜拉時比豎直拉時需要的拉力大由此學生很容易反駁之前的結論：原來不是離支點越遠越省力。（設計意圖為力臂的閃亮登場鋪平了道路。）4、四設疑：力大小不同的“源頭”是什么？“不是離支點越遠越省力”那到底是哪個條件的改變使力的大小發(fā)生了改變呢？“讓我們把以上的物理實驗變成如下圖所示直觀的數學幾何圖來分析吧。（設計意圖：讓學生再一次領略數學知識是學習物理的“杠桿”利用好了數學方法可以幫我們“省力”。）由圖示學生很容易的發(fā)現影響力的大小的因素是力到力的作用線的距離大小，然后教師引導學生學習力臂的定義、引出動力臂、阻力臂就水到渠自然成了。三、力臂的畫法在學習了力臂的概念后讓學生嘗試畫出導學案中兩幅圖中的力臂，然后挑幾個同學畫的力臂通過展示臺展示，從而歸納力臂的畫法：（找點，畫線，作垂，標注）四、探究杠桿平衡條件1、提出問題教師說出：杠桿的平衡是指杠桿靜止不轉動或杠桿勻速轉動。在剛才的試驗中，我們讓杠桿在水平位置靜止，杠桿就已經平衡了，回憶剛才的實驗，（結論：動力臂越長、阻力臂越短，越省力；動力臂越短、阻力臂越長，越費力。）杠桿要達到平衡必須遵循什么條件呢？2、猜想與假設：學生可能給許多種猜想如：

①F1+L1=F2+L2

②F1/L1=F2/L2③F1-L1=F2-L2

④F1×L1=F2×L2

教師帶領學生分析以上猜想，甄別那是明顯錯誤的猜想，如①F1+L1=F2+L2

③F1-L1=F2-L2，力和力臂單位不一樣是不能加減的。

將學生分成兩部分分別探究②F1/L1=F2/L2

④F1×L1=F2×L23、制定計劃與設計實驗

設計實驗方案：（引導學生討論，實驗裝置中力的大小、力臂的大小最好能隨時知道。實驗探究前，應讓學生充分討論他們的探究方案。）

實驗目的：

探究杠桿的平衡條件

實驗器材：

杠桿、鐵架臺、鉤碼

實驗步驟：

①如圖，把杠桿的中點支在鐵架臺上，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；

※為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢？（因為這樣力臂的數值在杠桿上就能直接讀出或量出．）

※調節(jié)杠桿平衡的方法：左沉右旋

右沉左旋

②在杠桿兩邊掛適當鉤碼，并移動鉤碼位置，使杠桿在水平位置再次平衡，計算兩力的大小，并讀出兩力臂的值，將力和力臂的數值填入表中；（重復3次）

（4）進行實驗與收集證據實驗次數F1/NL1/cmF2/NL2/cm1

2

3

分析判斷：在分析判斷過程中有可能出現F1+L1=F2+L2

的結論，要求學生認真分析數據，找到出錯的原因，為以后的學習和工作打下堅實的基礎。

（5）討論、交流、合作

你的實驗結論與你的假設一致嗎？你的結論是什么？

（6）得出結論：杠桿的平衡條件是：

動力×動力臂＝阻力×阻力臂（F1×L1=F2×L2）五、知識拓展，杠桿分類結合杠桿的平衡條件思考使用杠桿都能省力嗎？從而引導學生對杠桿進行分類生活中的杠桿有的省力，有的費力，有的不省力也不費力。六、課堂小結1.杠桿的定義2、杠桿的五要素3、力臂的畫法4、杠桿的平衡條件5、杠桿的分類七、隨堂訓練1、下列關于杠桿的一些說法中，不正確的是()A．杠桿必須是一根硬棒B．力臂一定在杠桿上C．動力臂就是支點到動力作用線的距離

D．當力的作用線通過支點時，力臂為02、如圖所示，杠桿掛上鉤碼后剛好平衡，每個鉤碼的質量相同，在下列情況中，杠桿還能保持平衡的是（）A.左右鉤碼各向支點移一格B.左