科學(xué)探究:杠桿的平衡條件教學(xué)設(shè)計
【教學(xué)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(jù)實際需要正確選擇和使用杠桿。
二、方法與過程
經(jīng)歷“探究杠桿平衡條件”的過程，參與科學(xué)探究活動，體驗科學(xué)探究的全過程。培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、創(chuàng)造想象力；實驗操作能力和數(shù)據(jù)處理能力；能根據(jù)自己制定的分類原則給杠桿分類；學(xué)習(xí)分類的方法。
三、情感態(tài)度價值觀
體驗科學(xué)探究的樂趣，激起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生認真、細致和實事求是的科學(xué)態(tài)度。了解杠桿在我國古代的應(yīng)用。
【教學(xué)難點】
1.設(shè)計“探究杠桿平衡條件”的實驗方案；
2．力臂的確定．
【教學(xué)重點】
探究杠桿平衡條件。
【教學(xué)方法】
實驗探究，引導(dǎo)創(chuàng)新。
【教學(xué)過程】
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，我說過“給我一個支點，我可以撬動地球。”兩千多年來，我沒有將地球撬動，這是事實，這并不是我的錯，因為我沒有找到一個合適的支點。可是，許多愛嚼舌頭的人硬說我是在吹大話，在說謊。我這個兩千多歲的人實在受不了這樣的委屈。今天，我請大家?guī)臀疑煸銈冊敢鈫幔坎还芙Y(jié)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單的機械，許許多多機械的應(yīng)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）并說出其應(yīng)用及特征。
討論、歸納各種杠桿的共同特征：
（板書）在力的作用下，能繞某一固定點轉(zhuǎn)動的硬棒，物理學(xué)中叫杠桿。
出示圖片：猿人移動石塊
置疑：古猿要把大石塊移動，用木棍捅石塊捅不動，誰能想法幫幫它？
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總是把支點放在離石塊很近的地方？而不放到離石塊遠一些的地方？
2．認識杠桿的幾個概念
介紹支點、動力、動力臂、阻力、阻力臂。
強調(diào)力臂的畫法：
·找支點；
·畫出動力和阻力的作用線；
·過支點向力的作用線作垂線，垂線的長度即是力臂。
概括為：一找點二畫線三作垂線段。
用橡皮、筆、書、直尺設(shè)計一個杠桿探究支點在不同位置時動力的大小情況。
結(jié)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。
所以人們?yōu)榱擞幂^小的力撬大石塊時，就要把支點放到離石塊較近的地方，增大動力臂、減小動力。
（1）提出問題大家能否猜想一下動力、動力臂、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(shè)讓學(xué)生充分猜想，同時用橡皮、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：
①F1+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(shè)計實驗
設(shè)計實驗方案：（引導(dǎo)學(xué)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(yīng)讓學(xué)生充分討論他們的探究方案。）
實驗?zāi)康模?/p>
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(diào)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(shù)值在杠桿上就能直接讀出或量出．）
※ 調(diào)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(shù)值填入表中；（重復(fù)3次）
（4）進行實驗與收集證據(jù)
實驗次數(shù)
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
2
3
分析判斷：在分析判斷過程中有可能出現(xiàn)F1+L1=F2+L2的結(jié)論，要求學(xué)生認真分析數(shù)據(jù)，找到出錯的原因，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。
（5）討論、交流、合作
你的實驗結(jié)論與你的假設(shè)一致嗎？你的結(jié)論是什么？
（6）得出結(jié)論：杠桿的平衡條件是：
動力×動力臂＝阻力×阻力臂 （F1×L1=F2×L2）
4．杠桿的分類
告訴學(xué)生分類首先要制定分類原則，然后按原則分類。
無論學(xué)生怎樣分類，只要符合分類原則，都應(yīng)充分肯定。
5．作業(yè)設(shè)計：
在如圖所示的實驗裝置中：
（1）實驗前沒有掛鉤碼時，發(fā)現(xiàn)杠桿左邊下傾，這時可以將杠桿右端的螺母向邊旋一些，使杠桿水平平衡。
（2）實驗時只有8個相同的鉤碼，杠桿上的點是等間距的，當在A點掛4個鉤碼時，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿水平平衡？請設(shè)計出兩種方案。
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