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1、杠杆平衡条件研讨 5.2 探究-杠杆的平衡条件（教案） 一、教材分析： 这节课从探究杠杆平衡入手,让学生对杠杆的认识从感性走向理性。教学中，在注重梳理动力、动力臂和阻力、阻力臂关系的同时，还应初步让学生认识到由此引起的距离问题、速度问题，这对学生完整认识杠杆、理性思考机械，乃至将来对"功'的学习都非常重要。 基于以上考虑，本节重点将落在探究杠杆平衡条件和对平衡条件的理解与应用上。轮轴作为向滑轮的过渡，放在下一节课讲授。 二、学生情况分析： 部分学生在上一节课中,力臂的概念理解不透彻,容易将杆长和力臂混淆。教师必须从作业反馈中及时发现问题，通过自制教具协助学生在课下理解。为新课
2、程的学习做好准备。 学生思维障碍在于难以设计严谨的探究实验. 教师针对探究实验, 设计好探究指导卡,降低学生的思维强度。 三、教学目标： 知识与技能：理解杠杆平衡条件，分清杠杆种类，能够利用平衡条件分析实例。 过程与方法：让学生经历探究过程,培养初步探究的能力，培养学生分析概括，收集和处理 数据的能力. 情感态度价值观：学生能从学习中体验物理知识带来的乐趣和领略到科学的魅力。 四、重点与难点： 重点： 杠杆平衡条件和利用平衡条件分析实例。 难点：1.探究实验的设计. 2.对数据的正确、深入的分析. 五、资源的准备： 北师大版本课改实验教材、A组 50g 钩码 15 只、其他小组 50g 钩码各
3、 8 只，每组均有量程 5N 的弹簧测力计 1 只、轻质棉线、小剪、杠杆。 教师教具有：起子、钳子、剪刀、核桃夹和自制教具。 六、板书设计： 教学设计 一、引入 新知 二、新知 学习 （一） 探究杠 杆的平 衡条件 1放映一段"投石器'的视频：小汽车被高高抛起。 2问学生：你说投石器是省力杠杆还是费力杠杆？ 3和学生争论，引出探究话题。 (一)探究杠杆的平衡条件: 简化问题,渗透学科思想。 1.教师明确提出问题: 杠杆平衡时，若阻力因素不变(即阻力大小不变、阻力臂长度不变），动力臂越长，动力就越小吗？ 2.学生形成假设 3.设计实验 （1）引导学生明确探究实验中的自变量、因变
4、量和控制变量。 （2）引导学生从力臂的定义去思考：如何利用杠杆上的刻度表达力臂？ （3）动力和阻力在竖直方向，杠杆在水平位置，保持杠杆平衡，让学生分析：有几种保持平衡的方案？哪些方案便于对力的测量？如何测量？ （4）学生讨论后，形成两1 观看视频。 2.思考老师问题。 3.就老师问题表达自己观点。 1. 思考老师提的问题,形成自己的猜想和假设。 2. 思考并讨论：自变量是谁？如何改变？如何测量？ 3. 思考并讨论：因变量是谁？如何测量？ 4. 思考并讨论：控制什么？ 1通过视觉震撼，自然激发学生学习兴趣 2. 针对视频中抛石机是否省力的问题，引出探究话题。 1.这样设计探究问题的意图是:贴近学
5、生经验认识，针对性强,能够有效降低学生设计探究实验的思维强度。 2.培养学生严谨的探究态度,树立遵守探究规则的意识。 3.课前一定要解决学生对力臂概念的理解不足的问题,这样测量力臂的思想才能让学生有深刻领悟。 4.给学生棉线,目的在于让学生以线结环,用弹簧测力计实现多次测量。 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 探究杠杆的平衡条件 种方案： 支点在中间 支点在同侧 表扬其他有创意的方案。 4组织学生实验，实验过程中，教师要关注学生操作细节（调平、竖直、读数等）。教师巡视时，应当选取完成较早，阻力取值不同的小组数据，输入备用。 5引导学生初步分析数据，从自己的数据中得到，阻力和阻力臂不变时，
6、动力臂越长，动力就越小。 6引导学生进一步分析自己的数据：既然阻力和阻力臂不变时，动力臂越长，动力就越小，那么动力与动力臂是否有反比关系？（学生不理解时，可换问法：动力与动力臂的乘积变吗？） 进一步分析是否具有F 1 l 1 =F 2 l 2 的关系 7再次引导学生整合六组阻力取值不同的小组数据，综合分析归纳，证明杠杆平衡条件的普遍性。 8、组织学生套用 F 1 l 1 =F 2 l 2再次检验杠杆平衡条件是否成立。每组两次即可，大家综合证明。 9演示拉力不在竖直方向时， F 1 l 1 =F 2 l 2 依然成立，补充探究过程，使其完整。 5. 和大家一起讨论，形成探究方案。 6. 进行实验
7、，收集数据。 7. 分析得到初步结论 ： 阻力、阻力臂不变时，动力臂越长,动力就越小。 8. 将自己和其他同学的数据资源共享，进一步得出：F 1 l 1 =F 2 l 2 9. 对结论再次检验，讨论检验结果，结5.支点在中间时,不易实现六次测量,可只让一组做,留一个交流讨论的话题。 6.学生还会形成其他良好的方案,可根据器材准备情况取舍,但予以表扬和鼓励,增进师生情感交流。 7.层进式的分析数据,可以让学生思路更清晰,数理能力弱的学生容易跟上。 8.巡视时及时指导,及时提取数据,可以节省录入时间。 9.数据的采集应该选取阻力情况不同的数据,有便于综合分析时体现出多样性的特征。 10. 学生套用
8、 F 1 l 1 =F 2 l 2 再次检验杠杆平衡条件是否成立,实际也是对F 1 l 1 =F 2 l 2 熟悉过程。 11. 教师补充:拉力不 （二） 杠杆的应用 1 告诉学生：杠杆，帮助人们实现了三个追求。 2 省力杠杆 动力臂阻力臂 让人们实现了对力的追求，即以小力搏大力，以弱克强。 (1)让学生分析并说明,有关省力杠杆的图片和实例。 (2)让学生亲身体验:用没有手柄的羊角锤和有手柄的羊角锤去拔钉入木板同深度的钉子,对比感受施力的不同。 3.费力杠杆 动力臂阻力臂 结构上讲是费了力,但恰恰是费力，成就了人们以短距换长距, 以低速换高速的梦想! (1)再谈投石器,通过模型,让学生认识到,
9、费力的杠杆,必然会在阻力端产生较大的距离,时间相等,也会获得更大的速度。 合老师演示形成对杠杆平衡条件的认识： F 1 l 1 =F 2 l 2 1.学生分析:当动力臂阻力臂时,动力阻力,使用杠杆省力。 2.学生分析图片和实例 3.学生体验 4. 学生分析:当动力臂阻力臂时,动力阻力,使用杠杆费力。 在竖直方向时，F 1 l 1 =F 2 l 2 依然成立，使探究过程更加完整。 1.讲解杠杆的应用,选择从人的追求角度去讲,符合人类制造工具的普遍逻辑顺序。 2.实例的观察和分析说明,主要培养学生的观察能力和理论联系实际的能力。 3.学生对杠杆使用的亲身体验,可以加强其感性认识。 4.费力杠杆的讲
10、解,主要培养学生辨证分 三.科技与历史文化 四.小结 五.检测 辅教工具 (2)引导学生分析:钓鱼竿在使用时有什么优势? (3)展示正在工作的挖掘机图片。 4.等臂杠杆 动力臂=阻力臂 简介天平,引申到司法领域的蕴意。 1.并列展示古埃及建筑工程中和中国古代农业中杠杆的应用。 2.展望科技前言,介绍机械臂。 让学生自己从杠杆平衡条件入手，总结一下三类杠杆的结构特征和工作特点，形成从感性到理性的认识。 观察下面工具的结构特点，猜测它们的用途，分析他们功能与结构之间的联系。 5.观察图片 6.观察老师辅教教具所演示的距离关系,初步了解:使用费力的杠杆,可以用短距离换取长距。 7 推理得到: 使用费
11、力的杠杆,可以获得更快的速度。 8.分析费力杠杆事例 9 从另一角度理解天平 学生领略与感悟 小结本节内容 思考 析事物的意识,渗透尺有所短,寸有所长的哲学思想。 5.让学生认识到,使用费力杠杆还可以使操控更加灵活。 6.等臂杠杆的讲解方式,可以使物理概念得到拓展,更具有.性,人口密度、额定载重都是很好的例子，能够从另一角度建立与其他学科的联系。 平常的教学，应该重视熏陶，逐渐会让学生对身边的事物多一份观察和思考。 培养学生的总结归纳能力，是对学习过程的再认识。 根据时间弹性处理，要求学生要有一定的生活经验，从中也能看到一些学生生活经验的匮乏，教师可以通过习题，激发学生对生活中物理现象观 察的兴趣。 课后带领学生做一个投石机模型，加深认识。