《一、杠杆》教学设计(江苏省县级优课)x-九年级物理教案

杠杆（2）探究杠杆平衡条件一、学习目标1、经历探究杠杆平衡条件的过程，理解杠杆平衡的条件。2、利用杠杆平衡条件分析解决简单的有关杠杆平衡的问题。二、重点、难度重点：探究杠杆平衡条件。难点：理解杠杆平衡条件。三、设计思想1.学情和教材分析学生在八年级下册中已经学习了力，以及力和运动相关知识。会对物体进行基本的受力分析，了解了力和运动之间的关系。本节内容是对八年级下册中“力和运动”这一知识点的加深和拓展，“力与运动”一章提到的运动主要是平动，力的作用效果与力的三要素有关。本节学习内容与转动有关，这里的力的作用效果不仅与三要素有关，还与力臂有关。从二力平衡条件发展到杠杆平衡条件，跨度较大，学生容易混淆，不易理解。2.设计思想（体现实验的作用）通过实验演示引导学生猜想影响杠杆平衡的因素;通过两根杠杆（一根水平，另一根倾斜）的对比，学会判断杠杆的平衡状态；通过两根杠杆（一根水平，另一根倾斜）的对比了解重力不在支点对杠杆平衡的影响，从而意识到并学会调节平衡螺母；通过两根杠杆的力臂读数对比，掌握调节钩码的数量或位置使杠杆在水平位置平衡及其意义。通过学生分组实验，提高合作能力以及操作水平，提高收集分析数据的能力。3.教学思路（关注实验的应用）复习杠杆五要素、以阿基米德的名言引入新课；介绍杠杆的平衡状态，对比两根杠杆（一根水平，另一根倾斜），判断杠杆的平衡状态；增减钩码，改变钩码位置，猜想影响杠杆平衡的因素；学生设计实验表格；对比两根杠杆（一根水平，另一根倾斜），演示平衡螺母的调节，总结实验前调节平衡螺母的目的。让学生起来分别测量两根杠杆（一根水平，另一根倾斜）的力臂，演示调节钩码数量或位置让杠杆在水平位置平衡，并总结实验时将杠杆调节到水平位置平衡的目的。根据学生之前的一组正确读数，将其中两个量控制为相同，改变剩余两个中任意一个量，测出剩下的量，据此方法分组多次实验。根据数据总结杠杆平衡条件。最后利用杠杆平衡条件公式计算阿基米德用于移动地球的杠杆长度。四、教学资源多媒体课件、铁架台、杠杆、钩码五、教学设计教师活动学生活动说明引入：提问：上一节课，我们学习了一种叫做杠杆的简单机械，杠杆有哪五要素？阿基米德说过一句话：只要给我一个支点，我就可以移动地球，那么，这根杠杆究竟多长，需要多大的力？这一切都跟杠杆的平衡条件有关，这节课，我们就一起来探究杠杆的平衡条件。新课：1、杠杆的平衡首先我们来了解一下杠杆的平衡状态，（出示ppt）一起读一遍，开始提问：大家先一起观察讲台上的两套实验器材，铁架台上分别固定了一根杠杆，你们的桌面上也摆放了相同的器材，观察一下这根杠杆有什么特点？讲台上的杠杆两端还挂了钩码，每个钩码重0.5N，杠杆左端挂有两个钩码，对杠杆的拉力为1N，定为动力。杠杆右端挂有一个钩码，拉力为0.5N，定为阻力。（指向左边的在水平方向平衡的杠杆）那么这根杠杆平衡吗？为什么？提问：（指向右边倾斜的杠杆）这根杠杆平衡吗？根据学生回答，进行评判：无论杠杆是否水平，只要静止则杠杆处于平衡状态。2、杠杆的平衡条件提问：如果在这杠杆左端增加1个钩码，我放手后杠杆仍能保持在水平位置平衡吗？为什么？是哪个量变了？提问：（取下左端一个钩码，将左端钩码向右移动）如果将杠杆左端钩码的位置向右移动一段距离，放手后杠杆仍能保持在水平位置平衡吗？为什么？是哪个量变了？提问：那么影响杠杆平衡的因素有哪些呢？板书：力和力臂所以为了探究杠杆平衡条件，需要测量（点击ppt）实验表格怎么设计？黑板上有一张不完整的表格，请一位同学上黑板将表格补充完整，其他同学将表格画在笔记本上。（若发现学生表格未全部补充完整，则另请一位同学补充）总结：不仅要写出物理量和符号，还要加上单位，为了得到杠杆平衡条件的普遍规律，我们要多次实验。3、实验准备提问：那么我们今天就用这套器材来探究，先请各位观察这根杠杆（指向右边倾斜的杠杆）。事实上这根杠杆除了受到两端钩码的拉力外，还受到什么力？提问：支持力的作用点肯定在支点上，所以支持力的力臂为0，对杠杆没有转动效果。重力的作用点也在支点上吗？怎么找到物体的重心，以这把刻度尺为例，将刻度尺放在手指上，左右移动刻度尺直到平衡。此时，手指与刻度尺的接触点即为重心的位置，此时再将刻度尺向做或向右移动，刻度尺都将发生转动。（走向左边在水平位置平衡的杠杆）我们将这根杠杆的钩码取下，看看重心在不在支点上？提问：（走向右边在水平位置平衡的杠杆）将这根杠杆的钩码取下，重心在支点上吗？那应该怎么调节才能使杠杆的重心落在支点上呢？（停顿）可以调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，这相当于我们生活中的跷跷板，两端的平衡螺母相当于两个人，现在左边高，左边的人向左移（一边说一边演示），看左边开始下沉了吧，那么右边人向哪边移呢?（停顿）同样向左移动（一边说一边演示直到在水平位置平衡），看，这样不就平衡了吗。哪边高，两边的平衡螺母都向哪边调。总结：（点击ppt）实验前应该调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的：消除杠杆自身重力对实验的影响。（将钩码迅速挂上两根杠杆，左边水平，右边倾斜），（指向左边的杠杆）接下来请一位同学上来读一下数，动力多大，动力臂，阻力多大，阻力臂多大？对，再请一位同学上来读一下这根杠杆（倾斜的杠杆）的力臂（停顿）这位同学，动力臂多大，阻力臂多大？解释：为什么呢，事实上力臂指的是支点到力的作用线的距离，是点线距（用刻度尺比划力的作用线），动力的作用线是这条，力臂应该是这一段吧，方便测量吗？（指向左边水平位置平衡的杠杆）这根杠杆在水平位置平衡，力的方向与杠杆垂直，则支点到力的作用线的距离刚好与杠杆重合。便于测量力臂。（指向右边不在水平位置平衡的杠杆）如何在实验时使杠杆在水平位置平衡呢？右边钩码往左移即调整钩码的位置，或者怎么调节（停顿）左边加一个钩码，即调节钩码的数量（点击ppt）总结一下实验时应调节钩码的数量或位置使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂。本实验至少做（停顿）3次，目的是使结论具有普遍性。3、实验过程实验数据记录在表格中，这是刚才已经测得的一组数据，本实验涉及四个量，怎么测比较方便？我们控制其中两个量不变，改变剩下两个量中的任意一个量，最后一个量也会随之发生变化，这样就能多次测量。比如：我们将动力和动力臂控制不变，改变（停顿，学生一起回答）阻力或阻力臂，按照顺序，我们也可以控制（停顿，学生一起回答）动力和阻力不变，或控制动力和阻力臂不变，还可以控制动力臂和阻力不变，再控制动力臂和阻力臂不变，最后控制阻力和阻力臂不变，这样总共可以获得7组数据。更容易得到普遍结论。下面我们进行分组实验，这边1到3排测第2第3组数据，这边1到3排测第4第5组数据，最后4排测第6第7组数据。下面调节杠杆平衡，开始实验。（底下巡视，请各组代表把数据输入电脑）提问：取下钩码，暂停实验。我们分析一下各组测得的数据，这四个量之间存在什么关系？完全正确，这一结论就是杠杆的平衡条件，写成符号的形式（半数）还可以写成比值的形式（板书）。4、课堂反馈（展示ppt上的例题）最后我们回到本节课最初的问题，（把题目读一遍），怎么算这根杠杆的长度？根据公式，已知三个量，可以求出第四个量动力臂（写出变形公式代入数据，带单位运算）通过计算，理论上可行的，但在现实生活中是行不通的，阿基米德根本找不到这么长的杠杆。本节课就上到这里，整理器材，下课。学生1回答教师提问。齐声朗读杠杆平衡状态定义。学生2回答。学生3回答。学生4回答。学生5回答。学生6回答。学生齐声回答（齐声说：动力、动力臂、阻力、阻力臂）。学生6：（上黑板补充表格）。学生齐声回答（重力、支持力）。齐声回答：（在）。齐声回答：（不在）。学生跟着ppt一起总结。学生7读数。学生8：读数（错将杠杆长度当成力臂）。学生9纠正：不方便直接测量。学生齐声：不方便。学生一起总结。学生同老师一起说出所控制的变量。学生分组实验，部分代表将数据输入电脑。生10：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。学生齐声跟着老师一起回答。通过对比强化对杠杆平衡状态的认识。引导学生猜想影响杠杆平衡的因素：力和力臂。强化学生对表格的正确设计。通过对比引导学生意识到实验前调节平衡螺母的必要性。对比生活中的跷跷板，理论联系实际，使学生更容易掌握平衡螺母的调节方法。通过对比使学生认识到实验过程中调节杠杆到水平位置平衡的好处，并学会如何调节。提前预设两个量的值，便于多次测量。学生实验，培养实验操作，团队协作以及数据收集及分析能力。前后呼应，巧妙利用杠杆平衡条件解决了开头提出的问题。六、教学反思这节课通过两根杠杆的对比，使学生能较为直观地认识杠杆的平衡状态，知道影响杠杆平衡的因素，并使学生意识到