2020-2021学年第一节 科学探究：杠杆的平衡条件教案设计

第一节 科学探究：杠杆的平衡条件

【教学目标】

　　一、知识与技能

　　知道什么是杠杆，能从常见的工具和简单机械中识别出杠杆；理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂；知道杠杆平衡的条件；能根据实际需要正确选择和使用杠杆。

　　二、方法与过程

　　经历“探究杠杆平衡条件”的过程，参与科学探究活动，体验科学探究的全过程。培养学生的观察力、创造想象力；实验操作能力和数据处理能力；能根据自己制定的分类原则给杠杆分类；学习分类的方法。

　　三、情感态度价值观

　　体验科学探究的乐趣，激起学生学习物理的兴趣，培养学生认真、细致和实事求是的科学态度。了解杠杆在我国古代的应用。

【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．

【教学重点】

　　探究杠杆平衡条件。

【教学方法】

 　实验探究，引导创新。

【教学过程】

　　一、引入新课

　　同学们，在两千多年前，阿基米德我说过“给我一个支点，我可以撬动地球。”阿基米德是在吹大话，在说谎吗？学好这一课就知道答案。

　　二、新授

　　第一节 科学探究：杠杆的平衡条件

　　杠杆是一种古老而简单的机械，许许多多机械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。

　　1．认识杠杆

　展示杠杆（铁锤、剪刀、轮轴、扳子、钢丝钳、镊子等）并说出其应用及特征。

　　讨论、归纳各种杠杆的共同特征：

在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫杠杆。

　　出示图片：猿人移动石块

　　置疑：古猿要把大石块移动，用木棍捅石块捅不动，谁能想法帮帮它？

　　置疑：古猿用的木棍是杠杆吗？

　　铁锤、剪刀、轮轴、扳子、钢丝钳、镊子等是不是杠杆？

　　置疑：为什么人们利用杠杆橇石块时总是把支点放在离石块很近的地方？而不放到离石块远一些的地方？

2．认识杠杆的几个概念

　　强调力臂的画法：

　　·找支点；

　　·画出动力和阻力的作用线；

　　·过支点向力的作用线作垂线，垂线的长度即是力臂。

　　概括为：一找点二画线三作垂线段。

　　用橡皮、笔、书、直尺设计一个杠杆探究支点在不同位置时动力的大小情况。

　　结论：动力臂越长、阻力臂越短，越省力；动力臂越短、阻力臂越长，越费力。

　　所以人们为了用较小的力撬大石块时，就要把支点放到离石块较近的地方，增大动力臂、减小动力。

　　（1）提出问题大家能否猜想一下动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的关系呢？

3．杠杆的平衡条件

　　（2）猜想与假设让学生充分猜想，同时用橡皮、小刀、直尺、硬币等物示意给学生看，什么叫杠杆的平衡。

　　学生猜想如：

　　①F1+L1=F2+L2     ②F1/L1=F2/L2　③F1-L1=F2-L2     ④F1×L1=F2×L2

 　教师带领学生分析以上猜想，甄别那是明显错误的猜想，如①F1+L1=F2+L2    ③F1-L1=F2-L2，力和力臂单位不一样是不能加减的。

　　将学生分成两部分分别探究②F1/L1=F2/L2    ④F1×L1=F2×L2

　　（3）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。）

　　实验目的：

　　探究杠杆的平衡条件

　　实验器材：

　　杠杆、铁架台、钩码

 　实验步骤：

　　①如图，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

　　②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

　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。

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 （F1×L1=F2×L2）

杠杆的分类

 　告诉学生分类首先要制定分类原则，然后按原则分类。

　　无论学生怎样分类，只要符合分类原则，都应充分肯定。

作业设计：

　　在如图所示的实验装置中：

　　（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆左边下倾，这时可以将杠杆右端的螺母向     边旋一些，使杠杆水平平衡。

　　（2）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上的点是等间距的，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆水平平衡？请设计出两种方案。

　　（1）                                 ；

　　（2）                                 。