初二物理（师大版）-杠杆-3教案

教案教学基本信息课题杠杆学科物理学段：初中年级初二教材书名：物理出版社：北京师范大学出版社出版日期：年月教学设计参与人员姓名单位设计者实施者指导者课件制作者其他参与者教学目标及教学重点、难点教学目标：能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。通过实验探究，得出杠杆的平衡条件。并能利用杠杆的平衡条件进行相关的计算。能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。重点：探究杠杆的平衡条件。难点：杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法。教学过程(表格描述)教学环节主要教学活动设置意图环节一：杠杆的引入环节二：杠杆定义环节二：杠杆定义环节三：探究杠杆的平衡条件环节四：杠杆的分类环节五：总结【引入】展示图片【介绍】通过经典实例，引入杠杆的存在。【播放】视频《生活中的杠杆》【提问】观看视频或者动手过程，思考这些杠杆，在工作时有哪些共同特征？【总结】杠杆工作时共同特点共同特点1：围绕固定点转动共同特点2：受力的作用，一个力使杠杆转动，一个力阻碍杠杆转动【归纳】杠杆的定义：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。【讲解】杠杆的五要素(1)动力：使杠杆转动的力F1；(2)阻力：阻碍杠杆转动的力F2；(3)支点：杠杆绕着转动的固定点O；【提问】哪些因素会影响杠杆转动效果呢？【播放视频】《倒霉熊和蜥蜴玩跷跷板》【过渡】通过这段视频，结合自己玩跷跷板的经历，相信同学们已经感受到“作用在跷跷板上的力，即动力和阻力，以及支点到动力和阻力作用线的距离，都会影响杠杆的转动效果。【讲解】(4)动力臂：从支点到动力作用线的距离l1；(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2。【讲解】通过实例讲解力臂的作法【总结】力臂的画法（1）找准支点O（一找支点）。（2）沿力的方向作力的作用线（虚线），注意力的作用点应画在杠杆上（二画线）。（3）从支点作力的作用线的垂线段（虚线），画出垂直符号，这就是力臂（三连距离）。（4）用大括号标力臂，并标上符号（四标签）。【总结】通过上面的学习，我们不仅要掌握杠杆的定义，我们还要熟练掌握杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂，它们统称为杠杆的五要素。【过渡】人们使用杠杆时，有时需要杠杆静止，比如用杆秤称物体时，杆秤要静止；有时需要杠杆转动，比如用锤子起钉子等。杠杆在力的作用下静止或匀速运动，我们称为杠杆平衡。刚才倒霉熊和蜥蜴在玩跷跷板的过程，就是在努力寻找杠杆平衡的过程，视频中有这样一个细节，蜥蜴在杠杆最右端保持不动，也就是阻力和阻力臂保持不变的时候，倒霉熊通过靠近支点，减小动力臂重新使杠杆平衡了。【提出问题】探究杠杆平衡时，如果保持阻力和阻力臂不变，那么动力和动力臂有什么关系？【启发】结合自己玩跷跷板的经历，观察图片，阻力和阻力臂保持不变的时候，倒霉熊通过靠近支点，减小动力臂重新使杠杆平衡了，大人也是通过改变动力臂使杠杆平衡，当然也可以改变动力使杠杆平衡，再比如用瓶起子起瓶盖的时候，通常也是动力臂越大，需要的动力越小，动力臂越小，需要的动力越大。所以，动力与动力臂可能成反比。【猜想与假设】杠杆平衡时，如果保持阻力和阻力臂不变，那么动力与动力臂成反比。【过渡】基于生活经验我们提出了今天探究的问题，并做出了合理猜想，下面我们通过实验探究猜想是否正确。杠杆平衡时，如果保持阻力和阻力臂不变，那么动力与动力臂成反比。【播放探究实验】保持阻力和阻力臂不变，探究动力与动力臂关系。【分析】实验数据【结论】当杠杆平衡，阻力和阻力臂保持不变时，动力与动力臂成反比。然后用相同方法分析表格2、表格3【进一步分析数据】【发现】进一步分析发现：当阻力和阻力臂一定时，如果动力跟动力臂的乘积等于阻力跟阻力臂的乘积，则杠杆平衡。【过渡】当阻力和阻力臂一定的条件下，动力跟动力臂的乘积等于阻力跟阻力臂的乘积，如果动力、阻力、动力臂、阻力臂同时发生变化，动力跟动力臂的乘积是否等于阻力跟阻力臂的乘积呢？需要进一步探究杠杆平衡条件。【播放探究实验】进一步探究杠杆平衡时，动力跟动力臂的乘积等于阻力跟阻力臂的乘积【分析】实验数据【分析论证】杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。【总结】课堂上我们基于生活中典型事例，提出问题并做出合理猜想，以“阻力和阻力臂一定时，探究动力跟动力臂成反比”为例展开探究，进一步分析发现“当阻力和阻力臂一定时，如果动力跟动力臂的乘积等于阻力跟阻力臂的乘积，则杠杆平衡。”为了得到普遍规律，我们采用同时改变动力、动力臂、阻力、阻力臂，继续深入探究，并最终得到了杠杆平衡条件。【学以致用】【过渡】杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，是我们今天教学的重点，也是难点，希望大家已经掌握。俗话说学以致用，探究杠杆平衡条件重要，利用杠杆平衡条件服务与生活更重要。【播放视频】《杠杆的应用》【讲解】通过典型事例，利用杠杆平衡条件，认识省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，并了解它们的特点。【典型例题】【课堂小结】创设情景活跃课堂气氛，引入课题视频中出现的工具，学生虽然经常见到，但是从实际工具识别出杠杆，对学生来说有一定困难，利用视频展示《生活中的杠杆》有利于突破学生的认识难点，顺利建立杠杆概念。基于对杠杆工作时共同特点的分析，顺其自然建立支点动力、阻力概念。力臂概念是力学的核心概念之一，是杠杆这节课的教学重点和难点，尤其是为什么引入力臂的概念？如何正确画出力臂？一直以来都是学生的困惑。所以采用学生喜闻乐见的动画片，让学生感知支点到力的作用点的距离，或者是支点到力的作用线的距离会影响杠杆的平衡。但是要想明白真正影响杠杆平衡条件的是支点到力的作用线的距离，为时过早，所以此环节只要让学生认识到力臂有可能影响杠杆平衡，知道如何正确画力臂就可以啦。利用跷跷板教会学生画力臂，一是和视频中的跷跷板相吻合，二是为提出可探究科学问题埋下伏笔，承上启下把整节课形成一体。【创新点】基于对视频中，蜥蜴在杠杆最右端保持不动，也就是阻力和阻力臂保持不变的情况，引导学生分析，倒霉熊调节杠杆平衡的办法，顺势提出可探究的科学问题“如果保持阻力和阻力臂不变，那么动力和动力臂有什么关系？”，并通过分析跷跷板和瓶起子两个典型案例，发现阻力和阻力臂不变，动力和动力臂可能成反比，做出合理猜想。这部分教学与传统教学有很大不同，传统教学提出的问题通常是“动力、动力臂、阻力、阻力臂都在发生变化时，满足什么条件，杠杆平衡。”提出的猜想是四个量加减乘除的关系，这样的猜想价值不大。有的教学是基于已经知道结论的情况下做出的假猜想，直奔结论的猜想，探究的价值也不大。【创新点】实验过程，不仅得到支点左右两侧悬挂钩码的实验数据，还要利用弹簧测力计测出两个力在支点同侧的情况，并得出阻力阻力臂不变情况下，三组不同情况下的实验数据，使实验结论更具有普遍意义。【创新点】学习分析实验数据的方法对学生科学探究能力的培养也是非常重要的，基于数学知识，反比例函数y=k/x则yx=k(常数)，y与x成反比，或者通过函数图像来判断，y与x成反比，利用这两种方法分析实验数据，并得出结论。【创新点】物理学习过程，对两个物理量的乘积是定值或者常数的情况，特别关注，由F1L1=常数),自然而然想到F2L2是不是也等于常数，所以需要进一步分析实验数据，进一步分析发现动力×动力臂＝阻力×阻力臂。但是这个结论建立在阻力和阻力臂不变的条件，如果动力、动力臂、阻力、阻力臂同时发生变化，结论还能成立吗？所以需要进一步深入探究杠杆平衡条件。这样基于学生的认知规律，逐步递进展开探究，非常有价值和意义。

【创新点】这道例题，选择变形杠杆，一是对杠杆平衡条件加以训练，学以致用。二是影响杠杆平衡的是支点到力作用线的距离，不是支点到力作用点的距离，从而突破力臂概念这一教学难点。通