初中物理科学探究杠杆的平衡条件.doc

新课标沪科版初中物理第九章《科学探究：杠杆的平衡条件》教学设计
【教学目标】
1.知识与技能
（1）能通过观察生活和生产中的各种杠杆提取共同特征，并能在确认动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂。
（2）能根据一定的标准对杠杆使用、特点，以及作用效果进行分类。
2.过程与方法
通过与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出实验方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆平衡的条件。
3.情感态度与价值观
培养学生探究杠杆在日常生活中的兴趣。激发学生对祖国古代文明的自豪感。
【重点、难点】
1.重点：杠杆的概念和杠杆的分类
2.难点：杠杆平衡条件的探究过程
【教具准备】
演示：起子、扳手、天平、多媒体课件、杆秤、羊角锤、带钉的木板。
分组：铁架台、杠杆、钩码、细线
【教学过程】
一、课前预习
课前发学案，让学生自己先预习，独立完成学案内容。
二、创设情境：
师：播放课件中的“趣味小故事——谁胜利了”
谁胜利了
如下图所示的漫画，小猴和小兔在分萝卜。将一根萝卜架在某一点上且萝卜静止不动时，这个点就将萝卜分为左右两段。小猴认为较粗的这段萝卜重一些，所以它选择了虽然较短但较粗的萝卜；小兔认为较长的萝卜重一些，所以它选择了虽然较细但较长的萝卜。它们都认为对方选择的萝卜较轻。它们的观点都有一定的道理。如果让你做出选择，你认为谁分得的萝卜重一些？现在的你可能不知道究竟谁的萝卜重，谁的萝卜轻。因为这根萝卜可以看成一种我们将要学习的机械——杠杆。当我们学完本章的知识后，你一定能作出正确的判断，究竟是谁得到的萝卜重一些。

生：观看“趣味小故事——谁胜利了”，并思考。
师：小猴和小兔究竟是谁得到的萝卜重一些？
生：小猴得到的萝卜重。……小兔得到的萝卜重。……小猴和小兔得到的萝卜一样重。（学生回答了三种不同的答案）
师：支持第一个答案的同学请举手？支持第二个答案的同学请举手？支持第三个答案的同学请举手？
生：举手。极力争论自己的答案正确。
师：到底谁得到的萝卜重呢？本节课我们一起来探究。
师：板书“第一节 科学探究：杠杆的平衡条件”
师：展示本节课的教学目标。
三、自主学习
（一）认识杠杆
师：（展示课件中的起子、羊角锤、核头钳、镊子的图处及用螺丝刀起钉子的频。）它们都是杠杆，它们有什么共同特点吗？
生：（讨论并回答）它们都是一根硬棒。
师：还有吗？
生：在力的作用下，它们都能围绕一个固定点转动。
师：同学们真棒!那么谁来总结一下杠杆的概念？
生：（齐举手）
生：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。师：板书——杠杆的概念。
师：哪位同学们来帮忙用羊角锤把这块木板上的铁钉给拔出来？（其它同学注意观察。）
生：一位同学上讲台用羊角锤拔铁钉。其它同学观察杠杆的使用过程。
师：同学们观察到杠杆是怎样工作的了吗？并播放杠杆使用的视频。
师：同学们根据杠杆的使用过程并结合课本155页的图9－2完成学案“认识杠杆”部分的3、4题。
生：完成学案“认识杠杆”部分的3、4题。
师：播放组成“杠杆的五个要素”的动画，并强调。
生：观看动画。
师：组成杠杆有五个要素，我们怎样画出动力臂和阻力臂呢？
生：讨论，并回答。
师：播放课件中的“杠杆的力臂的画法”，并强调“力臂是支点到力的作用线的垂直距离，不是支点到力的作用点的距离；力的作用线是指通过力的作用点沿力的方向所画的直线。”
生：观察画“杠杆的力臂”的过程，并思考。
师：为了便于掌握，我们把“杠杆的力臂的画法”总结成顺口溜。（播放“巧学妙记”—— 一找支点二画线，三连距离四标签。）
生：识记“巧学妙记”。
师：要据“杠杆的力臂的画法”，请同学们完成学案“认识杠杆”部分的6题。（展示出“练一练”即学案第6题的图片。）
生：讨论并完成学案“认识杠杆”部分的6题。
师：展示答案，并让学生校对。画正确请同学请举手。
生：举手。（80％的学生举手）
师：同学们，太棒了！
四、合作共建
（二）杠杆的平衡
师：平时买卖物品用的杆称，是怎样称量物体的质量的呢？哪位同学上来试试。
（点评：学习了杠杆的一些基础知识，让同学们思考生活中的一个问题。从生活出发，把同学们带入到有关杠杆平衡的思考当中。）
生：一位同学到讲台上用杆秤称量物体的质量。
师：现在杆枰处于，静止状态，也就说杠杆平衡了。即：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或作缓慢的匀速转动时，我们说杠杆平衡了。
实验探究：杠杆的平衡
①提出问题
师：：杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？（并展示，“杠杆的平衡”部分幻灯片。）
②猜想与假设：
生：班里的同学猜想有以下几种可能：
同学甲：动力＋动力臂=阻力＋阻力臂
同学乙：动力－动力臂=阻力－阻力臂
同学丙：动力／动力臂=阻力／阻力臂
同学丁：动力×动力臂=阻力×阻力臂
③制定计划与设计实验：
师：甲、乙两同学的猜想显然不合理，因为两个量的相加或相减，其单位必须相同，而力与力臂的单位是不同的。因此，下面我们主要检验丙、丁同学的猜想是否全理。在实验时，改变动力、动力臂、阻力、阻力臂，使杠杆外于平衡状态，根据归纳法，实验至少要做三次。
④进行实验与收集证据。
师：同学们思考与讨论下面两个问题： A、杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用？
B、为什么要求杠杆静止在水平位置呢？
生：讨论总结出结论：A、作用是调节杠杆自身的平衡。
B、因为这样力臂的数值在杠杆上，就能直接读出或量出。
师：播放“杠杆的平衡”实验视频。
生：观看完视频后，进行实验。并把实验数据填入学案的表格中。
师：在学生的实验过程中，进行巡回指导。
⑤交流与合作
师：依据表中的数据进行分析处理，与以上的猜想和假设对照，你的结论是什么？（提示：用加减乘除的方法分析表中的实验数据。）
生：（1）用加法和减法能找不出规律。
（2）用乘法得到的结论是：F1 · L1=F2 · L2
（3）用除法找出规律是：F1 ／F2=L2／L1　 F1／L2= F2／L1
师：简要讲解。
由F1 ／F2=L2／L1　得F1 · L1=F2 · L2　，由F1／L2= F2／L1　得F1 · L1=F2 · L2
师：经过交流，若发现你们的结论一致，你们的结论是什么？也就是说，杠杆的平衡条件是什么？
生：（齐声回答）动力×动力臂=阻力×阻力臂
师:板书——杠杆的平衡条件。
（三）杠杆的分类
师：展示课件中的杠杆图片，让学生进行分类，并填入学案中的表格中。（1）起子
（2）镊子
（3）核头钳
（4）笤帚
（5）小推车
（6）钓鱼杆
（7）理发剪
（8）天平
（9）火钳
（10）扳手
（11）树枝修剪刀

生：讨论，并进行分类，填入学案的表格中。
师：让学生回答，分类方法。并播放课件，进行校对，总结出杠杆的种类分别是：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
师：不仅生活、生产中有许多杠杆，人体中的某些部位也具有杠杆的功能，如下图所示。（展示课件中“人体中的杠杆”的图片。）
生：观察“人体中的杠杆”的图片，并分析分别属于哪类杠杆。
（四）我国古代的杠杆
师：杠杆在我国古代早有了许多巧妙的应用，如图所示。（展示课件中“娄”和“桔槔”的图片。）它们分别属于哪类杠杆？
生：观察图片，并分析它们各属于哪种杠杆。
五、诊断评价
师：展示课件中“相信自己”中的题目。（学生完成题目，并把答案填在学案中。）
1.关于力臂的说法中正确的是（ ）
A.力臂一定与杠杆重合 B.力臂不一定与杠杆重合
C.力臂一定不与杠杆重合 D.以上说法都不正确
2.下列有关支点位置的说法，正确的是（ ）
A.支点必须在动力作用点、阻力作用点之间
B.支点一定在杠杆的一端
C.支点可以在动力作用点、阻力作用点之间，也可以不在两个力的作用点之间
D.支点到动力作用线的距离为动力臂
3.在探究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。他们经过实验，得到了下表内数据：
动力F1／N
动力臂L1／cm
阻力F2／N
阻力臂L2／cm
4
5
5
4
于是，他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题？
六、小结（有播种就有收获，你的收获是什么？）
教师引导学生总结本课学到的知识。
七、布置作业
完成学案中的“中考链接”部分的题目。
八、板书设计
一、认识杠杆
1.概念：在力的作用下，能够绕某一固定点转动的硬棒叫杠杆。
2.杠杆的五个要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
二、杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
三杠杆的分类：
1.省力杠杆
2.费力杠杆
3.等臂杠杆