探究杠杆平衡条件力臂探究仪的应用

教学目标：1用力臂探究仪探究力臂的原理和作用。2通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取出共同的特征，并能在杠杆上确认动力、阻力、支点、动力臂、阻力臂。3了解并掌握杠杆平衡条件及其作用4杠杆的平衡条件及杠杆的分类教学重点：1探究力臂。2识杠杆及动力、阻力、动力臂、阻力臂。3 杠杆一平衡条件的探究。4杠杆的平衡条件的计算及应用教学难点：认识力臂探究力臂的过程，杠杆力臂的作法，探究杠杆平衡的条件。教学过程：1介绍力臂探究仪的原理及用法该教具是件初中物理教具，配杠杆及杠杆平衡条件探究的教学。通过新颖的设计，把抽象的力臂形像直观的展现出来，有效的突破力臂教学的难点。应用该仪器可以让学生全方位探究杠杆平衡条件。该教具分四部分：1）将四根等长的铝合金扁管制成杠杆的两臂，其中一臂的两片可以分开。用空心螺栓将两臂固定在一起，装在铁架台上形成杠杆，根据需要可以把杠杆变成直杆或异形杠杆。2）将一刻度尺挂于杠杆的支点处（可以绕支点转动），用于测量力臂的长度。3）在铁架台上固定一定滑轮，探究力臂时用于改变力的方向。4）铁架台上再挂一测力计，用于测量作用在杠杆另一侧上的力的大小。 2复习力的三要素1、 师生共同探究根据力的三要素：大小、方向、作用点，引导学生进行正向的知识迁移，提出猜想。探究作用在杠杆上的力的效果与什么因素有关。让学生自己讨论得出有研究价值的猜想：、作用在杠杆上的力的效果可能和力的大小有关。、作用在杠杆上的力的效果可能和力的作用点（杠杆的长度）有关。、作用在杠杆上的力的效果可能和力的方向有关。进而遵循科学探究的原理，利用控制变量法设计对比试验：、保持力的方向和作用点不变，只改变力的大小，探究力的效果和力的大小的关系。、保持力的大小和方向不变，只改变力的作用点，探究力的效果和力的作用点的关系。、保持力的大小和作用点不变，只改变力的方向，探究力的效果和力的方向的关系。进行试验 得出结论：、作用在杠杆上的力的效果和力的大小有关，力越大，效果越明显。、作用在杠杆上的力的效果和力的作用点有关，力的作用点离支点越远，即杆长越大，效果越明显。、作用在杠杆上的力的效果和力的方向有关，当力的大小和杆长一定时，力与杆垂直时力的效果最明显。交流反思我们得到的结论是否都正确呢？必须反复推敲。让学生进行讨论会发现第、第两个结论互相冲突，引发新的疑问，究竟是什么因素影响力的效果。最后得出不仅仅是杆长，也不仅仅是力的方向影响力的作用效果，有可能是两者共同作用的结果。那么力的方向的改变又引发了什么因素的改变呢？对新的猜想继续探究由前面的实验可知：当力的方向和杠杆垂直时作用效果最明显，由特例向普遍规律进军。提问学生：既然不仅仅是杆长影响力的效果，那么此时的杆长是不是还有什么其他特别的意义？引发讨论，引导学生得出“该杆长还是支点到力的作用线的距离”的结论。这个距离是不是随力的方向而改变呢？经实验知道答案是肯定的。提出猜想：是不是“支点到力的作用线的距离”决定了力的效果呢？继续探究实验，由于支点到力的作用线的距离很抽象，学生很难理解，怎样把抽象变成具体的形象是教学的难点。本教具针对这个关键问题提出了解决办法：当力和杆长不垂直时，从原杆分出一杆代替支点到力的作用线的距离， 就这样把力臂形象的呈现出来，利用等效替换的原理，说明力臂才是决定力的效果的根本因素。 形成真实可信的力臂的概念，直到得出最后结论：1）、力的大小决定力的效果。2）、力臂的大小决定力的效果。2、 使学生自主探究学生利用师生共同探究得出的结论对杠杆平衡条件进行探究。通过改变力和力臂使杠杆在不同位置（任意位置）平衡，分析整理得到的数据，推理得到杠杆的平衡条件