江苏省高邮市八桥镇初级中学九年级物理上册 第十一章《简单机械和功》一、杠杆教案 苏科版.doc

《第十一章 简单机械和功》一、杠杆
[设计思想]
从学科的角度而言，杠杆是一种简单机械。从认知的角度而言，杠杆是一种模型。遵循“从生活走向物理，从物理走向社会”的设计理念并考虑学生对模型的认知规律。本课在设计时首先通过实物创设认知表象，通过对表象的归纳建立认知图式，建构杠杆模型。再利用生活中杠杆的应用实例，引入杠杆平衡条件研究的必要性，在此基础上组织学生进行杠杆平衡条件的研究并得出杠杆平衡条件。最后结合杠杆平衡条件探讨杠杆的分类及科学使用问题。通过上述教学安排，以期学生达成如下学习目标。
1、能在实际场景中识别杠杆、能说出与杠杆有关的名词。
2、会画出杠杆中的力和力臂的图示。
3、经历探究杠杆平衡条件的过程并得到杠杆的平衡条件。
4、能用杠杆的平衡条件对杠杆进行分类并描述实际问题。
[教学准备] 钉有图钉的木块、螺丝刀、垫木、老虎钳、羊角锤、杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台等。
[教学过程]
教学流程
主讲教师活动
现场教师活动
学生
活动
备注
课题引入
（讲）人有一双灵巧的手，但是人力是有限的。
（出示）钉有图钉的木块。请学生尝试用手拔出图钉。
（讲）如果我们有一些工具可能操作起来就比较方便了。
（出示）螺丝刀、垫木、老虎钳、羊角锤。让学生选择器材尝试操作。
组织学生选择器材拔图钉。
用手不能拔出。

用螺丝刀将图钉“撬”出。
“从生活走向物理”，引语隐含机械的作用。
认识杠杆
（问题1）螺丝刀在撬图钉时做何种运动？
（问题2）生活中还有类似的工具吗？
（PPT演示）用撬棒撬石头、跷跷板、压水井。

（讲）在物理学中，将一根在力的作用下可以绕一固定点转动的硬棒称作杠杆。这个固定点叫做杠杆的支点。

（问题3）作用在杠杆上的力的作用效果是使杠杆发生转动。这种效果可能同哪些因素有关呢？

（出示）撬棒撬石头。
（讲）以撬石头为例，石头对杠杆产生的阻碍杠杆转动的力阻力F2的大小；人对杠杆施加的使杠杆转动的力动力F1的大小。

（问题4）还有什么因素会影响撬棒转动效果呢 ？
（实验）图中F1 、F2均能使杠杆处
于平衡状态，

老虎钳剪钢丝；羊角锤拔铁钉等演示实验

组织学生思考

实验
演示

在老师的引导下归纳：螺丝刀在力的作用下围绕固定的点转动。

参与分析并讨论。

突出“转动”和围绕“固定的点”

通过列举实物构建认知图式，逐步构建杠杆模型。

教学流程
主讲教师活动
现场教师活动
学生
活动
备注
认识杠杆
（问题5）仔细寻找一下，它们有什么共同点呢？
（归纳）支点O到F1和F2的垂直距离相等。在物理学中把支点到力的作用线的垂直距离叫做力臂。
（问题6）请画出跷跷板、压水井中力臂图示
（问题7）压水井中动力F1的大小由什么决定？
猜想：动力臂L1；阻力F2，阻力臂L2。
（讲）使用机械时，我们往往需要定量的计算。
为了便于获得定量的规律，我们让杠杆处于静止状时进行研究。当杠杆处于静止状态时，我们就说杠杆处于平衡状态。
组织学生思考

书本相关内容

组织学生作图并纠错
讨论分析

学生作图
通过探究，了解决定转动效果的另外一种重要因素：力臂，从而突破难点。加深对杠杆要素的理解。
探究杠杆
平衡条件
（出示）实验器材。钩码、杠杆、弹簧测力计、铁架台。如图。
思考题：为了便于读取力臂，图中杠杆应该在 位置平衡
（讲）实验中，我们在杠杆的左端挂上钩码，在杠杆的右端用弹簧测力计竖直向下拉动，使杠杆维持水平平衡；实验中将钩码施加的力定为阻力，将弹簧测力计施加的力定为动力。
实验步骤
步骤一：调节平衡螺母，使杠杆处于水平平衡状态。
（注意：实验过程中不再调节平衡螺母）
步骤二：选定钩码和弹簧测力计的位置，改变钩码的数目，观察弹簧测力计的示数变化。读出一组数据记入表格中。
实验小结1：动力臂、阻力臂不变，增大阻力，则动力 。
步骤三：保证钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置，弹簧测力计的示数有何种变化？读出一组数据记入表格中。
实验小结2：阻力及阻力臂不变，动力臂增长，则动力 。
步骤四：钩码数量和弹簧测力计的位置保持不变，改变钩码的位置，弹簧测力计的示数有何变化？读出一组数据记入表格中。
实验小结3：阻力及动力臂不变，阻力臂越短。则动力
参考数据：
测量
序号
F1/N
L1/cm
F2/N
L1/cm
F1 L1
/Ncm
F2L2
/Ncm
①
4
10
2
20

②
2
20
2
20

③
1
20
2
10

（问题8）分析比较表中的数据，你能发现杠杆平衡时，动力
指导学生安装实验器材

按照步骤说明进行同步演示，并组织学生进行实验。

指导学生读数并填表并进行实验小结。

讨论并在教师的指导下得出：应该保持杠杆在水平位置平衡。

实验操作并根据实验结果进行实验小结。
小结1：增大；
小结2：减小；
小结3：减小。

探究主要由学生完成。

为提高探究的效度教师在探究方法及探究内容上给予针对性的指导。

探究中以杠杆的有关名词来阐述探究的结果，一是强化杠杆模型，另一方面引导学生应用物理语言。

教学流程
主讲教师活动
现场教师活动
学生
活动
备注
探究杠杆
平衡条件
F1、、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2之间有何关系吗？
（问题9）结合实验数据，我们能对杠杆的使用进行简单的分类吗？它们各自的特点是什么？
小结：杠杆可以分为三类：
附： 杠杆分类表
力臂关系
力的大小
特 点
应用举例
L1 ＜L1
F1 ＞F2
省力杠杆
老虎钳
L1 ＝L1
F1 ＝F2
等臂杠杆
跷跷板
L1 ＞L1
F1 ＜F2
费力杠杆
食物夹
其中费力杠杆可以减少动力点移动的距离。
（讲）杠杆的平衡条件也被称为杠杆原理。它揭示了我们在使用杠杆类机械时所用到的力学规律。（讲2）这是一条古老的定律，这条物理规律最早是由古西腊的学者阿基米德(公元前287-前212)总结出的。为了形象地说明它的价值，阿基米德曾说“只要给我一个支点，我就可以移动地球”。

组织学生讨论。

指导学生比较力臂的长度和力的大小
归纳得出杠杆的平衡条件F1 L1= F2L2

在老师的引导下比较得出杠杆分类和特点。

通过归纳、比较和对杠杆进行分类，更好地理解杠杆的平衡条件。

杠杆平衡条件的应用
（问题1）你能对下列杠杆进行分类吗？见书本第5页图11-6。
（问题2）探讨生活中的剪刀。
（问题3）弹簧测力计能测大像的重吗？
播放：杠杆

组织学生讨论
学生讨论做答，教师点评。
强化对杠杆平衡条件的理解、拓宽知识视野
本课
小节
（出示）本节概念图

课后作业：1、阅读书本第7页内容，找出三处人体中的杠杆，并说明种类。。
指导学生做概念图并阐述概念内容

批阅作业，矫正作业中的错误

构图并回答图中的内容

系统疏理知识并进行相关应用巩固，构建知识体系。