科學(xué)探究:杠桿的平衡條件教學(xué)設計
【教學(xué)目標】
一、知識與技能
知道什么是杠桿，能從常見(jiàn)的工具和簡(jiǎn)單機械中識別出杠桿；理解支點(diǎn)、阻力、阻力臂、動(dòng)力、動(dòng)力臂；知道杠桿平衡的條件；能根據實(shí)際需要正確選擇和使用杠桿。
二、方法與過(guò)程
經(jīng)歷“探究杠桿平衡條件”的過(guò)程，參與科學(xué)探究活動(dòng)，體驗科學(xué)探究的全過(guò)程。培養學(xué)生的觀(guān)察力、創(chuàng )造想象力；實(shí)驗操作能力和數據處理能力；能根據自己制定的分類(lèi)原則給杠桿分類(lèi)；學(xué)習分類(lèi)的方法。
三、情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)
體驗科學(xué)探究的樂(lè )趣，激起學(xué)生學(xué)習物理的興趣，培養學(xué)生認真、細致和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。了解杠桿在我國古代的應用。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1.設計“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗方案；
2．力臂的確定．
【教學(xué)重點(diǎn)】
探究杠桿平衡條件。
【教學(xué)方法】
實(shí)驗探究，引導創(chuàng )新。
【教學(xué)過(guò)程】
一、引入新課
同學(xué)們，我是阿基米德，已經(jīng)兩千多歲。在兩千多年前，我說(shuō)過(guò)“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球�！眱汕Ф嗄陙�(lái)，我沒(méi)有將地球撬動(dòng)，這是事實(shí)，這并不是我的錯，因為我沒(méi)有找到一個(gè)合適的支點(diǎn)�？墒�，許多愛(ài)嚼舌頭的人硬說(shuō)我是在吹大話(huà)，在說(shuō)謊。我這個(gè)兩千多歲的人實(shí)在受不了這樣的委屈。今天，我請大家幫我伸冤，你們愿意嗎？不管結果如何，我──阿基米德先在這謝謝大家了！
大家有信心嗎？
要想幫我伸冤，實(shí)際很容易，只需弄清杠桿的平衡條件即可。
二、新授
杠桿是一種古老而簡(jiǎn)單的機械，許許多多機械的應用改變和豐富了我們的生活。今天我們就從生活中的杠桿說(shuō)起，了解機械與人的關(guān)系。
1．認識杠桿
讓學(xué)生展示自帶的杠桿（鐵錘、剪刀、輪軸、扳子、鋼絲鉗、鑷子等）并說(shuō)出其應用及特征。
討論、歸納各種杠桿的共同特征：
�。ò鍟�(shū)）在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)轉動(dòng)的硬棒，物理學(xué)中叫杠桿。
出示圖片：猿人移動(dòng)石塊
置疑：古猿要把大石塊移動(dòng)，用木棍捅石塊捅不動(dòng)，誰(shuí)能想法幫幫它？
置疑：古猿用的木棍是杠桿嗎？
鐵錘、剪刀、輪軸、扳子、鋼絲鉗、鑷子等是不是杠桿？
置疑：為什么人們利用杠桿橇石塊時(shí)總是把支點(diǎn)放在離石塊很近的地方？而不放到離石塊遠一些的地方？
2．認識杠桿的幾個(gè)概念
介紹支點(diǎn)、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂。
強調力臂的畫(huà)法：
·找支點(diǎn)；
·畫(huà)出動(dòng)力和阻力的作用線(xiàn)；
·過(guò)支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)，垂線(xiàn)的長(cháng)度即是力臂。
概括為：一找點(diǎn)二畫(huà)線(xiàn)三作垂線(xiàn)段。
用橡皮、筆、書(shū)、直尺設計一個(gè)杠桿探究支點(diǎn)在不同位置時(shí)動(dòng)力的大小情況。
結論：動(dòng)力臂越長(cháng)、阻力臂越短，越省力；動(dòng)力臂越短、阻力臂越長(cháng)，越費力。
所以人們?yōu)榱擞幂^小的力撬大石塊時(shí)，就要把支點(diǎn)放到離石塊較近的地方，增大動(dòng)力臂、減小動(dòng)力。
�。�1）提出問(wèn)題大家能否猜想一下動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間的`關(guān)系呢？
3．杠桿的平衡條件
�。�2）猜想與假設讓學(xué)生充分猜想，同時(shí)用橡皮、小刀、直尺、硬幣等物示意給學(xué)生看，什么叫杠桿的平衡。
學(xué)生可能給許多種猜想如：
�、貴1+L1=F2+L2②F1/L1=F2/L2③F1-L1=F2-L2④F1×L1=F2×L2
教師帶領(lǐng)學(xué)生分析以上猜想，甄別那是明顯錯誤的猜想，如①F1+L1=F2+L2③F1-L1=F2-L2，力和力臂單位不一樣是不能加減的。
將學(xué)生分成兩部分分別探究②F1/L1=F2/L2④F1×L1=F2×L2
�。�3）制定計劃與設計實(shí)驗
設計實(shí)驗方案：（引導學(xué)生討論，實(shí)驗裝置中力的大小、力臂的大小最好能隨時(shí)知道。實(shí)驗探究前，應讓學(xué)生充分討論他們的探究方案。）
實(shí)驗目的：
探究杠桿的平衡條件
實(shí)驗器材：
杠桿、鐵架臺、鉤碼
實(shí)驗步驟：
�、偃鐖D，把杠桿的中點(diǎn)支在鐵架臺上，調節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(shí)，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．）
※ 調節杠桿平衡的方法：左沉右旋 右沉左旋
�、谠诟軛U兩邊掛適當鉤碼，并移動(dòng)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(jìn)行實(shí)驗與收集證據
實(shí)驗次數
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
2
3
分析判斷：在分析判斷過(guò)程中有可能出現F1+L1=F2+L2的結論，要求學(xué)生認真分析數據，找到出錯的原因，為以后的學(xué)習和工作打下堅實(shí)的基礎。
�。�5）討論、交流、合作
你的實(shí)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(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂 （F1×L1=F2×L2）
4．杠桿的分類(lèi)
告訴學(xué)生分類(lèi)首先要制定分類(lèi)原則，然后按原則分類(lèi)。
無(wú)論學(xué)生怎樣分類(lèi)，只要符合分類(lèi)原則，都應充分肯定。
5．作業(yè)設計：
在如圖所示的實(shí)驗裝置中：
�。�1）實(shí)驗前沒(méi)有掛鉤碼時(shí)，發(fā)現杠桿左邊下傾，這時(shí)可以將杠桿右端的螺母向邊旋一些，使杠桿水平平衡。
�。�2）實(shí)驗時(shí)只有8個(gè)相同的鉤碼，杠桿上的點(diǎn)是等間距的，當在A(yíng)點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿水平平衡？請設計出兩種方案。
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