杠杆平衡条件教学设计

1、科学探究：杠杆的平衡条件课标要求：新课标要求： “通过实验， 探究并了解杠杆的平衡条件”， 也就是说，对于杠杆平衡条件，既有过程性要求，又有终结性要求。教材分析：杠杆的知识是前几章力学知识的延续，也是学习滑轮和轮轴等简单机械的基础。本节内容由“杠杆” “杠杆的平衡条件” “生活中的杠杆”三部分构成。是集物理概念、物理规律及其应用于一体的探究课。其中探究杠杆的平衡条件是本节的重点，突出教学重点的关键是要引导学生完成好探究杠杆平衡条件的实验，在设计实验、进行实验和处理数据等方面给学生创设参与的机会，使他们加深体验。画杠杆的力臂是本节的难点。为了使学生能较准确地画出力臂，教师有必要讲清力臂的概念。本

2、节课用一课时完成。学情分析：杠杆是生活中常见的简单机械。学生每天都会接触扫帚、剪刀、指甲刀、夹子、筷子等生活中的杠杆，但缺少的是深入地研究这些物体其中物理道理。例如为什么要使用机械？如何从生活中的杠杆抽象出物理的杠杆？什么是力臂，力臂与支点到力的作用点有什么区别？为什么要研究杠杆的平衡条件？杠杆平衡条件是什么？使用省力杠杆优点明显，但是对于使用费力杠杆却不明原因不明等等。这些问题都需要我们教师巧妙整合教学内容，给出恰当的场景，让学生建立科学的“杠杆”及其学会如何应用杠杆让生活更方便。设计思路：1、教学设计主线：整堂课围绕三条主线展开。第一条主线是知识线：杠杆的定义及五要素探究杠杆的平衡条件杠杆

3、的运用（杠杆的分类）第二条主线是探究线：观看视频引入新课以剪刀为载体说明杠杆的概念及要素以生活中各种各样的剪刀为例说明杠杆的分类第三条主线是杠杆的发展线：以“人类最早使用杠杆的情形”说明杠杆的定义及五要素以见证了杠杆发展的“杆秤” 为载体说明杠杆的平衡通过分析 “为满足人们生活的各种需要， 利用杠杆原理制成多种多样的工具”来说明杠杆的分类2、教学设计步骤及设计意图：采用“目标领悟反馈”的课堂教学模式。第一步 情景引课：看视频引入教学内容，激发学生学习兴趣，体现“从生活走向物理”的基本理念。第二步感受杠杆：经历“用剪子剪绳子、用起子起瓶盖、用筷子夹物品”等过程，寻找杠杆的共同特征，从而归纳总结杠

4、杆的概念。第三步目标导航：使学生清楚通过这节课“我要达到的目标是什么”，同时使学生对整节课内容有一个总的认识。第四步 描述杠杆：认识杠杆的支点、动力、阻力等要素，学会从一些复杂实例中抽象出杠杆的物理模型，并经历用示意图描述杠杆的过程，领悟物理学解决问题的方法。第五步感知杠杆平衡：观察“用杆秤称质量”的过程，使学生不仅感知杠杆平衡，同时发现并领悟影响杠杆平衡的因素。第六步构建力臂概念：创设情境通过自制教具，使学生自主构建力臂概念，同时也说明真正影响杠杆平衡的因素不是支点到力的作用点之间的距离，而是力臂。这一步是突破难点的关键。因为力臂的概念的建立直接影响力臂的作图。第七步探究杠杆平衡条件：完成探

5、究实验，并且在探究过程中收获知识，学会运用，同时提高能力。第八步学以致用。提出问题：生活中有各种各样的剪刀，有的用来剪铁皮，有的用来剪纸，还有的用来剪树枝，你知道理由吗？请学生课下“阅读课本 P187-188 杠杆的运用”，寻找答案。把第三部分内容“杠杆的运用”作为课后作业，不仅培养学生的自学能力，还为突出重点，突破难点赢得课堂时间。本设计与引课相呼应，体现课堂的完整性和严谨性；同时让学生感到生活中处处有物理，物理是有用也很有趣，体现了 “从物理走向生活”的新课程理念。教学目标：1、能识别出杠杆，并能准确找出五要素；经历用示意图描述杠杆，学会从一些复杂实例中抽象出杠杆的物理模型，领悟物理学研究

6、问题的方法，有将实际问题抽象为物理问题的意识。2、通过实验探究能得出杠杆的平衡条件，并能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。3、通过了解杠杆在生活、生产中的应用，进一步了解物理知识对提高人民生活、促进科学技术的发展以及在社会主义建设中的重要作用，逐渐形成创新意识。4、经历对三种杠杆的观察、分析，能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆，有应用物理知识分析解决简单问题的能力。教学重点：探究杠杆的平衡条件。教学难点：画杠杆的力臂。教学关键： “创设情境，建立力臂的概念。 ”是突破本节难点的关键。教学资源：多媒体课件PPT、自制教具。教师用器材：铁架台、杆秤、苹果三个、自制杠杆教具、圆筒测力计、

7、细绳、250g 的钩码等学生用器材：一个文件袋（内装一把剪刀、一双筷子、一个起子、一段绳子）、一瓶汽水、杠杆和支架、一盒钩码、细线等教学过程：一、引入新课师：同学们刚才看到了易小川举鼎主要用了什么机械啊！他说的一句名言：给我一个支点，我可以撬动地球。你认为这可能吗？生：略师：阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆，杠杆是一种古老而简单的机械，看大屏幕这些都是杆杆，它们的应用改变和丰富了我们的生活。今天我们就从生活中的杠杆说起，了解机械与人的关系（设计目的： 通过使用学生熟悉的生活工具引入教学内容，激发学生学习兴趣的同时，体现“从生活走向物理”的基本理念。 ）二、新课教学（板书：第一节科学探究：杠杆

8、的平衡条件）（一） （板书：认识杠杆）1、介绍器材：里面装有剪刀，绳子，起子，筷子，生活小物品、汽水等。2、请学生尝试完成“用剪子剪绳子、用起子起瓶盖、用筷子夹物品”等活动。3、请学生边操作边思考以下几个问题：这些工具的材质在软硬程度上有什么共同特点？在工作中它们发生了怎样的运动？在什么条件下它们才能这样运动？4、师生交流总结杠杆的概念。（板书杠杆的定义）一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。目的：感受杠杆：通过经历使用杠杆过程，寻找杠杆的共同特征，建立杠杆的概念。下面来看这节学习目标出示这节学习目标（幻灯片3）说明：这节课将对前三个目标进行学习，第四个学习目标将作为课后作

9、业自学完成。目的： 目标导航：学生清楚本节课的学（二） （板书：认识杠杆的几个概念）5、以剪刀为载体，以师生交流为形式，介绍杠杆的支点、动力、阻力的概念。剪刀共有几个杠杆？剪刀工作时始终围绕哪一点转呢？当用剪刀剪物体时，手作用在剪刀上给剪刀施加一个力，同时被剪物体也对剪刀施加一个力，剪刀分别在这两个力的作用下，朝哪个方向转动呢？教师给出支点、动力、阻力的概念。目的; 创设具体情境，使学生领悟支点、动力、阻力的概念。6、用三角尺在黑板上示范画剪刀杠杆的示意图。7、出示用撬棒撬石头的图片，并指出这是人类最早使用杠杆的情形，请学生找出其支点、动力、 阻力 , 并在练习本上画出其杠杆示意图。请一位学生

10、在黑板上画，并讲评。 （板书支点Q动力Fi、阻力F2）教师对学生作出评价。目的 学生学会从一些复杂实例中抽象出杠杆的物理模型，领悟物理学研究问题的方法。（三）杠杆的平衡条件1、出示杆秤，师生互动，演示用杆秤称两个苹果的质量的过程。请同学们注意观察当老师把苹果放在秤盘里时，秤杆发生了怎样的运动？现在能读数吗？什么时候才能读数？教师调节秤砣在杆秤上的位置，使秤杆处于水平静止。请学生分析杆秤的支点、动力、 阻力。师指出：此时杠杆在动力和阻力的共同作用下保持了静止，物理学中把这种状态叫杠杆平衡 。 （板书杠杆平衡的概念）。目的：承上启下的作用。确定生活中杠杆的五要素，同时感知杠杆平衡的实际意义。2、影

11、响杠杆平衡的因素：人们在使用杠杆杠杆时，都是在杠杆处于平衡或接近平衡时使用的，所以杠杆平衡状态是一种非常重要的状态。那么什么因素影响其平衡呢?让我们带着这个问题继续观察。提出问题：如果老师在刚才实验的基础上再增加一个苹果，请思考杆秤还能在水平位置平衡吗？（边说边操作）教师追问：这说明哪个因素影响杠杆的平衡呢？教师再追问：还有办法让杆秤水平平衡吗？教师操作：向右移动秤砣的位置，直到杆秤水平静止（水平平衡）。教师再追问：这又说明什么因素影响其平衡呢?教师说明：实验中，杠杆是水平的，动力和阻力是竖直的，当力与杠杆垂直时，支点到力的作用点之间的距离的确影响杠杆的平衡，但当力的方向发生改变时，这个距离还

12、影响杠杆的平衡吗？目的：创设情境，使学生发现并领悟影响杠杆平衡的因素为了深入研究这个问题，老师自制一个教具，我们一起来看看：出示教具，介绍教具。教师演示：用2.5N 的钩码对杠杆施加动力，用手施加竖直向下的拉力阻碍杠杆的转动，使杠杆在水平位置平衡。为了测量阻力的大小，使用圆筒测力计。圆筒测力计的内柱涂有红白相间的色环，读数方便，每段色环表示0.5N。现在老师把动力和阻力以支点为中心对称的作用在杠杆上，正好在这个圆的切线的位置，并且使杠杆在水平位置平衡（边说边操作），请学生读数。现在老师改变力的方向，但还要保持力的大小不变，也让杠杆在水平位置平衡，怎么才能做到呢？我改变力的作用点。（边说边操作）

13、力所在的直线我们可以称之为力的作用线， 现在力的作用线正好是过圆的切线，我们知道过圆的切线有一条性质，和圆的半径垂直，那么现在这条力的作用线和圆的半径垂直吗？（边说边操作）教师再次改变力的方向，依然用大小不变的力，让杠杆在水平位置平衡。（师操作）此时力的作用线和圆的半径垂直吗？（边说边操作）目的 : 设置情境给出力的作用线的概念，为建立力臂概念作铺垫师引导学生总结：刚才三次实验中，我用了大小不变的力让杠杆在水平位置平衡，但始终改变了作用点的位置，看来，支点到力的作用点之间的距离会影响杠杆的平衡吗？那又是哪个因素影响杠杆的平衡呢？请看大屏幕：老师用三种不同颜色的线表示刚才三次沿不同方向大小不变的

14、拉力，最后杠杆都在水平位置平衡。通过作图发现，从支点到力的作用线的垂直距离不变。（动画作图演示三个从支点到力的作用线的垂直距离）师说明：事实上也正是这个距离影响杠杆的平衡。在物理学中将这个距离定义为力臂。（出示幻灯片）力臂：从支点到力的作用线的距离动力臂：从支点到动力作用线的距离。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。目的：创设情境，使学生自主构建力臂的概念，说明真正影响杠杆平衡的因素不是支点到力的作用点之间的距离，而是力臂。师再次出示画力臂的方法然后请同学们尝试用三角尺在练习本中画力臂 教师对学生的画图及讲评做出评价，为加深印象，动画播放力臂的画法。目的：设置课堂练习，突破难点，画力臂（在作出支

15、点、动力、阻力的前提下，作出力的作用线，从支点向力的作用线作垂线，标出 垂足和力臂符号。）板书动力臂、阻力臂。师说明：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂 这五个因素都会影响杠杆的平衡，我们把它们 合称为杠杆的五要素，杠杆的五要素是每个杠杆所必备的，其实，对于生活中真正使用的杠杆，往往会有很多个力作用在杠杆上，但我们研究问题会从最简单的情况入手，下面我们就研究只有两个力作用在杠杆上时，动力、阻力、动力臂、阻力臂之间有什么关系时，杠杆才 能够平衡。（四）实验探究：杠杆的平衡条件师介绍实验器材：一个铁架台、一根标有刻度的直木棒、 其上挂有两个细线圈、其质量可以忽略不计，是用来挂钩码的（边说边操作），每

16、个钩码的质量的 50g,粗略估计其重力0.5N。 为了得到实验数据，请同学们参照以下步骤进行实验（出示幻灯片：实验步骤）。1、调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置静止，达到平衡状态。2、在杠杆两边挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。这时 杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量。3、记录力Fi、F2和力臂Li、L2的数值，将结果填入表中.4、改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入表中.5、分析数据，找出它们的关系。请同学们在实验过程中，注意小组成员合作交流。师巡视学生实验。当看到实验小组至少获得一组数据时，请同学们暂停实验。（师生交流）师：老师看到很多小组至少

17、获得了一组数据，那么只有一组数据，能不能得出普遍结论？ 师：应该怎么办呢？师：由于时间关系，我们现在每个大组有三个实验小组，三个小组都进行了一到两次实验，至少获得了一组数据， 现在请你们一个大组中的三个小组，把你们的数据汇总交流， 然后再合作分析出你们大组的实验结论。实物投影大组实验记录表格，并请本组代表分析大组实验结论。门起1苣藤.0力Fl C2Hti 力 k1j_- 1 £ 车 EM 1电力Fi < IM，125lf D3f ON1 s31 _ ，5-百 下“，=H 目的：突出重点：通过实验探究，了解杠杆的平衡条件，掌握初步的科学探究方法设置情境：使学生明白实验中应该多次实

18、验的原因，同时培养学生的合作能力和交流的意识教师请学生对实验进行评估交流。（重返刚才的实验步骤）提出问题：步骤1中，为什么要通过调节，使其在水平位置平衡？师指导：任何杠杆都有自重。对于形状规则、质量分布均匀的物体其重心在几何中心。实验中的杠杆支点在几何中心，而且形状规则、质量分布均匀。 （学生领悟：实验中的杠杆支点 与重心重合，杠杆重力的力臂为0,所以步骤1中，要调节杠杆，使其在水平位置平衡是为了避免杠杆自重对杠杆平衡的影响。） 教师再次 提出问题：步骤2中，为什么还要通过调节，使其 再次在水平位置平衡？师指导：出示图片，大家能悟出来吗？学生脱口而出：此时，力臂与杠杆重合。所以步骤 2中，还要调节杠杆，使其 再次在水平位置平衡，就是为了直接读出力臂目的：深度理解实验步骤的