第一节 杠杆 (2).doc

杠杆教学设计邢台市七中 冯瑞林教材依据：人民教育出版社 新课标版 九年级物理第13章第4节 【整体设计】杠杆是发明最早、应用最广泛的一种简单机械，是其他简单机械的重要基础。滑轮和轮轴实质上都是杠杆的变形。因此，杠杆这节内容的学习具有重要意义。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科学使用问题。另外，本节课中涉及到了概念的建立，规律的认识，以及概念、规律的应用这样三个学习过程，贯穿着从特殊到一般，从一般到特殊，再从特殊到一般的逻辑推理。因此，在本节课的教学中还要突出科学方法的教育和思维能力的发展。【教学重点】探究杠杆平衡条件【教学难点】1. 设计“探究杠杆平衡条件”的实验方案； 2力臂的确定【教学关键】 通过组织好实验探究杠杆平衡条件是本节的关键点。【教学方法】 根据本节教学内容的特点，主要采用启发和实验探究的教学方法。并配合讲授、讨论、展示等多种教学方法的综合优化，突破重点、难点。使学生成为学习的主体，同时学生的动手能力，分析能力也在实验的过程中不断提高。【课时安排】 整个杠杆的学习应为2课时。而本设计只是1课时内容：学习杠杆的定义，及杠杆的五要素；并通过实验探究出杠杆的平衡条件。 【三维目标】知识与能力技能（1）知道什么是杠杆，能从常见的工具和简单机械中识别杠杆；（2）知道杠杆的一些概念术语：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂；（3）理解杠杆的平衡条件，并能解决一些简单的问题。过程与方法技能（1）通过实例认识杠杆，会分析杠杆的几个概念，会正确画出力臂。（2）让学生经历“探究杠杆平衡条件”的过程。学习分析实验现象、寻找数据间的规律从中归纳出实验结论的一般方法。（3）通过实验操作和分析培养学生观察分析实验现象的能力和抽象思维能力。情感态度与价值观学生通过实验的操作和分析培养实事求是的科学态度；体验科学探究的乐趣，认识科学探究中必须有合作精神；了解杠杆在生活中的应用，进一步认识物理是有用的，提高学习物理的兴趣。【课前准备】教师：多媒体课件、铁架台、杠杆、钩码（50g，10个）、弹簧测力计（5N 量程）、自制杠杆装置、头发丝、水杯、石块。学生：铁架台、杠杆、钩码（50g，10个）、弹簧测力计（5N 量程）【活动2实验体验引入杠杆平衡力臂的概 念活动1实验、提问、讨论情景1动画：压跷跷板引入课题引入杠杆概念杠杆五要 素活动3实验、讨论提问活动4实验探究杠 杆 的平衡条件活动5课堂巩固教学流程图】 【教学设计】 导入新课情境导入：通过利用头发丝来提水杯引入，首先让学生设计提水杯的方法。然后演示用自制杠杆提水杯，告诉学生里面涉及到了物理中的杠杆知识。师：那么什么样的机械是杠杆呢？来看几幅生活中的杠杆图（投影出跷跷板、抽水机、撬杠），同学们找找看，它们有什么共同的特征。请同学们观察，用自己的语言给杠杆下一个定义。学生讨论回答讨论、归纳各种杠杆的共同特征：（师板书：一、认识杠杆：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆）师：同学再想想看，是不是杠杆都是直的呢？生：不一定，刚才的抽水机的摇杆就不是直的。师：对，我们要注意：硬棒不一定是直的，也可以是弯曲的，即硬棒可以是各种各样的形状。但必须是硬的。（在此可做一实验说明杠杆应是硬的，没弹性的棒子）师：我们学习了杠杆的特征，同学们开动脑筋思考，在生活中除了上面看到的杠杆，还有哪些地方用到杠杆，也就是说还有什么用品是杠杆？学生讨论，举例。最后老师总结。师：不光现在我们看到生活中有好多杠杆，其实早在古代，我们的祖先就开始使用杠杆。（投影舂、桔槔及埃及建造金字塔的图并作介绍）同学们看到了我们的祖先都在使用杠杆，至少说明他们已经掌握了杠杆的规律。而我们都是二十一世纪的新少年了，我们一定要比古人学得还要好，可不能让科技水平再回到三千年前。师：在上面的场景总看到，建造者利用杠杆使用较小的力就产生了巨大的力，为什么呢？要想知道原因，我们先来学习几个有关杠杆的名词。（以撬棒为例投影展示）F2OF1（板书） 支点：杠杆绕着转动的点。（O）动力：使杠杆转动的力。（F1）阻力：阻碍杠杆转动的力。（F2）研究了一点两力后，通过一个杠杆实验（一端挂钩码，另一端用筒式测力计沿不同方向拉杠杆使之平衡）在此简单介绍一下杠杆平衡。由此实验让学生体会出杠杆要平衡，不仅与力的大小有关，还与其它因素有关。引导学生讨论分析出力臂。并且为杠杆平衡打下伏笔。师：通过实验大家看到了，杠杆想要静止，是只与力的大小有关吗？生：不是，还与力的方向有关。师：力的方向变了，还有什么变了，看看支点到力的方向的距离是不是也变了。生：对，支点到力的方向也变了师：而在杠杆中，支点到力的方向的距离用力臂表示。（板书）力臂：支点到力的作用线的垂直距离 力的作用线：过力的作用点，沿力的方向所做的延长线。（同学生强调力臂的画法，也就是数学中点的线的距离，投影展示）画力臂的方法：（1）辨认杠杆；（2）先找支点O；（3）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线。（4）作力的作用点到作用线的垂线，标示找出力臂。师：因为杠杆中有两个力，因此就有两个力臂：即动力臂与阻力臂。（投影展示）让学生做两个力臂的练习，巩固一下。师：上面学到的这些名词我们称之为杠杆的五要素。提到一个杠杆，这五个要素必不可少。不然杠杆可能就不会平衡。那么什么叫做杠杆的平衡，又需要什么条件。我们来研究一下。（投影展示一个杆秤，称量物体质量时如何使用）通过学生的回答总结出杠杆的平衡。（板书）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或作匀速转动时，就说杠杆平衡。师：杠杆我们其实也简单的做了杠杆的平衡的实验（可再作介绍或做一次）。科学探究的第一步就是提出问题，针对上面对杠杆平衡的实验，你能提出什么问题吗？生：杠杆平衡时动力、动力臂、阻力、阻力臂存在着怎样的关系？ （师板书：提出问题：F1、l1、F2、l2存在何种关系？） 师：要研究几个量之间的关系，一般把这几个量放在一个等式中去研究。例如X=Y的形式，X可以代表一个量式几个量的关系，同理Y也如此。现在请同学们猜想一下，F1、l1、F2、l2存在一个什么样的关系？同学们先思考，然后同位间讨论交流一下。 师：谁来说一下你的猜想？ 生一：F1 l1=F2 l2 生二：F1+ l1=F2+ l2 生三：F1- l1=F2- l2 生四：F1/ l1=F2/ l2 生五：F1/F2=l2/l1 等式概念的引入，降低了猜想的难度，为顺利突破难点作了铺垫。 （师板书学生猜想的关系式，然后师生共同分析所猜想的五个关系式，发现生五的猜想是生一猜想的另种表达，可看作同一种猜想；并根据日常中两个量的相加或相减时其单位必须相同的条件，得出生三和生二的猜想是不合理的，因此，生二、生三和生五的猜想不需再检验了。） 师：以上关系式只是我们的猜想，要验证猜想是否准确怎么办？ 生：实验验证。 师：通过实验验证上述关系式，需要获得哪些实验数据？ 生：动力、动力臂和阻力、阻力臂。师：好，那现在就请学生们讨论，根据你的猜想来设计一下实验。在讨论过程中，为了给同学们一些提示，将屏幕上的问题做思考并回答。（投影展示问题）通过讨论让学生来回答师：同学们对该探究实验有了一定认识，现在开始实验并设计表格，记录数据。制定计划与设计实验设计实验方案：（引导学生讨论，实验装置中力的大小、力臂的大小最好能随时知道。实验探究前，应让学生充分讨论他们的探究方案。）（1）实验目的：探究杠杆的平衡条件 （2）实验器材：杠杆、铁架台、钩码 （3）实验步骤： 把杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢？（因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出） 调节杠杆平衡的方法：左沉右旋 右沉左旋在杠杆两边挂适当钩码，并移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，计算两力的大小，并读出两力臂的值，将力和力臂的数值填入表中；（重复3次） （4）进行实验与收集证据实验次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm123分析判断：在分析判断过程中有可能出现F1+ l1=F2+ l2 的结论，要求学生认真分析数据，找到出错的原因，为以后的学习和工作打下坚实的基础。（5）讨论、交流、合作你的实验结论与你的假设一致吗？你的结论是什么？（6）得出结论：杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂 （F1l1=F2l2）最后，老师板书杠杆平衡条件（投影展示）在此也可解释：动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。为开头的实验呼应，并为下节课打下基础。师：学习了平衡条件，那么究竟杠杆有什么特点规律，有关平衡条件的练习我们下节来重点研究。现在对该课进行一下总结（投影展示本节课的主要内容，然后来做两个练习对所学知识进行巩固）【课堂训练1】1. 力臂是一定在杠杆上吗？可由作图说明2. 10个相同的钩码，A点挂4个，则怎样挂钩码使杠杆在水平位置平衡？ 最后，让学生谈谈本节课的收获。师：本堂课已接近尾声，到了我们谈收获的时侯了。通过本节课的学习，你在知识和方法上有哪些收获？还有哪些疑惑的地方没有解决？说出来我们互相交流一下。【布置作业】请同学们回去观察自行车上哪些部件可以看做杠杆【板书设计】第四节 杠杆一、 什么是杠杆1. 定义：一根硬棒在力的作用下如果能绕着固定点转动，那么这根硬棒就叫做杠杆。2. 杠杆的几个名词支点 ( O ) ：杠杆绕着转动的固定点。动力 ( F1 ) ：使杠杆转动的力。 阻力 ( F2 ) ：阻碍杠杆转动的力。动力臂 (l1 ) ：支点到动力作用线的距离。 阻力臂 (l2 ) ：支点到阻力作用线的距离。二、 杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂F1 l1=F2 l2【教学反思】 生活离不开物理，物理离不开生活。物理知识来源于生活，最终又服务于生活。本节课从生活实际中的物质鉴别引