教学目标
1、知道什么叫杠杆、支点、力臂等概念;能根据相关的实物画出杠杆的示意图,正确找出支点和力臂。
2、知道杠杆的平衡条件,会利用杠杆平衡条件解决一些简单的问题。 3、通过实验,探究杠杆的平衡条件,初步领会从具体到抽象的研究方法。
4、通过了解杠杆在实际中的应用,体会物理知识是有用的;培养学生对科学的兴趣。.
2学情分析
杠杆在生活和生产中有着广泛的应用,学好这部分知识具有重要的实际意义。杠杆是一种重要的简单机械,也是学习滑轮、轮轴等其他一些简单机械的基础。大部分学生对生活中的杠杆比较熟悉,也很感兴趣;但对杠杆的“五要素”及杠杆的平衡条件还不清楚。通过本节课的学习,可以把学生的感性经验上升为理性认识,另外,让学生亲自经历探究杠杆平衡条件的全过程,有利于培养学生科学探究的能力。
3重点难点
教学重点:经历探究杠杆平衡条件的过程,并运用它分析有关问题。教学难点:设计探究杠杆平衡的方案,力臂的概念及画法。
4教学过程 4.1 第一学时 4.1.1教学活动
活动1【导入】安排学生亲身经历的游戏——玩“跷跷板”，课堂教师用多媒体播放学生玩“跷跷板”的过程。
阿基米德说过,给我一支足够长的杠杆和一个恰当的支点,我能把地球撬起。 杠杆是什么?为什么能把地球撬起?其中含有怎样的奥秘?
1、用课件展示天平和跷跷板二幅图片,让同学们观察并讨论他们的共同特征。 学生观察、讨论、回答:生一:都有一个固定点 生二:都可以转动绕固定点转动 生三:…………………
2、课堂教师用多媒体播放学生玩“跷跷板”的过程
活动2【讲授】探究跷跷板中的道理
提问:大家玩“跷跷板”的过程,觉得有什么问题值得探究? 学生思考,回答:
生一:跷跷板为什么会这样往复摆动呢 生二:跷跷板的原理是什么,是否跟天平相似?
生三:为什么玩跷跷板时个子小的要坐得离支柱(转轴)远些? 生四:为什么两位同学体重相差大游戏难进行——跷跷板转动不了? 生五: ..........
大家提出的问题都或多或少跟“跷跷板中的道理”有关,这节课让我们一起来探究跷跷板中的道理吧。 板书:一、探究跷跷板中的道理
在玩跷跷板的过程中,跷跷板不断转动,情况较为复杂,为了方便研究,我们可以从简单的现象开始研究。
什么情况最简单?——让跷跷板保持静止、水平。 提问:怎样才能让跷跷板保持水平静止?
[板书: 1、发现问题:怎样才能让跷跷板保持水平静止? ] 提问:换句话说,什么因素会影响跷跷板保持水平静止? [板书: 2、猜想假设: ] 学生思考,回答。
生一:与两边人的质量有关 生二:与两边力的大小有关
生三:与两边距离的大小有关
教师引导学生归纳影响跷跷板水平静止的因素:力、距离。
提问:跷跷板保持水平静止只跟其中某一因素有关,还是跟两者都有关? 左右两边的力和距离大小关系怎样?
学生回答:与力的大小、距离的大小两者都有关;体重大的一端,他离转轴就越近,即哪一边力越大,转轴到力的距离越小
教师结合图片引导学生用F1、F2表示左右两边力,用L1、L2表示左右两边的距离,再猜想F1、F2、L1、L2的等量关系 学生思考,猜想:
生一:可能是:F1+L1=F2+L2 生二:也可能是:F1 - L1=F2 - L2 生三:我认为它可能满足: F1?L1=F2?L2。
生四:可能是F1/ F2= L2/ L1。生五:……
在猜想的基础上,教师引导学生对猜想进行归纳,初步得出猜想结论:F1?L1=F2?L2。 提问:以上关系式只是我们的猜想,要验证猜想是否准确怎么办? [板书:设计方案]
学生思考、回答:用实验验证
教师引导学生设计方案:先对跷跷板及两边的人进行简化,构建起物理模型。 学生思考并回答,确定最佳器材:木尺、钩码、支架。 教师引导学生用已有器材设计方案验证猜想。
学生思考,讨论,设计实验方案。并上讲台演示实验,其他同学补充、完善。
活动3【活动】探究杠杆的平衡条件
[板书:进行实验]
学生根据设计方案,分组动手探究,观察实验现象,记录实验数据。
教师巡回指导,帮助学生分析、解决实验中出现的一些偶发事件,对学生在实验中出现的一些错误,不能简单地批评、否定,多运用一些鼓励性语言。 [板书:分析与论证]
提问:我们如何利用实验数据去验证我们的猜想呢? 学生回答:把所得数据代入的猜想中,看等式是否成立。 学生动手验算,交流结果。
教师选择有代表性地选择几组学生汇报交流,再分析,得到结论:跷跷板保持水平静止的条件: F1? L1=F2 ?L2。
[板书:跷跷板保持水平静止的条件: F1? L1=F2 ?L2]
活动4【讲授】建立概念，得出结论。
引导学生重新回到归纳天平、跷跷板共同特点,引出慨念。
物理学把这些能绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆。天平、跷跷板、实验中的木尺都是杠杆。
杠杆绕着转动的点叫支点。(结合图片、实验装置描述) 作用在杠杆上的两个力分别称为动力和阻力。
支点到力作用线的距离我们称它力臂。其中支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线的距离叫阻力臂。(结合图分析)
[板书:能绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆。支点,动力、阻力、动力臂、阻力臂]
课件演示力臂的作法
引导学生利用已建立概念对实验结论重新表述。 学生回答:动力×动力臂=阻力×阻力臂
教师提示实验结论的前提条件,引出杠杆的平衡概念:把杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态叫平衡。
引导学生小结杠杆的平衡条件的文字及公式表达。 [板书:杠杆的平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂 公式:F1? L1=F2 ?L2 ]
活动5【讲授】交流与评估
1、讨论:如图,沿a、b两个不同方向用力拉弹簧测力计,使杠杆平衡,两次拉力是否相同?为什么?
学生思考并回答:不同,因为力臂变短了。 学生实验检验。教师利用课件分析。
2、实验演示:教师在木尺一边挂上三个钩码,另一边用弹簧测力计拉,使木尺倾斜静止。
提问:此时的木尺还处于平衡状态吗?为什么?
学生思考并回答:仍然处于平衡状态。虽倾斜了,但仍是静止的,也是处于平衡状态
提问:为什么探究杠杆平衡条件时要是让木尺保持水平静止? 学生思考回答: 让木尺保持水平的目的是可以直接读取力臂的长度。