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“科学探究：杠杆的平衡条件”教学设计
【课型】新授课 【课时】一课时 【课标要求】 1.通过实验探究，学会使用简单机械改变力的大小和方向。 2.了解机械使用的历史发展过程，认识机械的使用对社会发展的作用。 3.通过阅读了解人类利用机械的历史，写一篇小论文。 【教材分析】 日常生活中的杠杆现象学生都非常熟悉，因此，教材并没有详细分析杠杆的基本概念，而是将重点放在学生进行科学探究，得出杠杆的平衡条件上。 探究杠杆的平衡条件。课本通过“提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、交流与合作、评估”等科学探究的几个主要环节引导学生操作，并得出结论。 【学情分析】 学生通过有关力的知识的学习，对力的知识、物体运动与力的关系、平衡概念等有比较深刻的认识；另外，学生已学会了天平的调节，这些都为学习本节做好了铺垫。 学生对杠杆的认识是感性的，但这些认识可能肤浅、片面，甚至错误。因此，在教学中教师要鼓励学生们积极地去观察、讨论、猜想、探究，从中归纳出杠杆的特征及平衡条件。探究过程中，教师和学生的角色发生变化。教师以引导者、合作者的身份参与学生的学习；学生主动探究，阐述观点、明辨是非，做自己学习的主人。 【教学目标】 1. 知识与技能：知道什么是杠杆，了解杠杆的支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念，理解杠杆平衡条件。 2.过程与方法：通过参与科学探究活动，归纳得出杠杆平衡条件，培养学生观察能力、动手能力、分析解决问题能力，以及学生之间合作学习能力等。 3. 情感态度与价值观：利用我国古代对杠杆的巧妙应用，进行民族自豪感教育；通过实验探究培养学生探究物理规律的兴趣、严谨的科学态度。 【教学重点】探究杠杆平衡条件。 【教学难点】（1）力臂的确定 （2）设计探究杠杆平衡的方案。 【评价任务设计】 1.检查学生知识储备情况，设计知识铺垫练习，抢答。 2.杠杆概念，设置“你学会了吗”当堂练习，采用课堂即时评价。 3.杠杆的五要素，设置“试一试”，当堂板演，暴露问题。 4.探究杠杆平衡条件，让学生独立设计实验步骤，设计“思考题及展示你的才能”鼓励学生独立思考完成、然后班级分享。 5.目标达成度评价，主要采用课堂观察、及时反馈交流的形式。同时设计当堂达标试题，当堂完成，小组讨论，班级分享。 【教法设计】讨论法、探究实验法、猜想法、归纳法、合作法、阅读自学法、反驳法等。 【教学工具】杠杆（带刻度）、支架、钩码、线、剪刀、开瓶器、木棍、钉锤、多媒体光盘等。 ◆教学过程设计 知识铺垫 1.物体处于平衡状态是指 状态或 状态。 2.请分别做出图1中点A和点B到直线L的距离。 （图略） 【情景导入】 大屏幕投出古代埃及人民搬运石块的图。问：如何搬上200多吨的石块呢？ （作为七大奇迹的金字塔，它的建造多年来是个谜，在没有现代工具的条件下，利用杠杆也许是当时采用的方法之一） 活动设计：演示自制杠杆，用50克的钩码吊起一个铅球。铅球代表巨大的石块，钩码代表人的拉力，学生演示小小的钩码能吊起铅球。或者个头不同的两学生进行“压杠比赛”，设疑，激发兴趣，引入新课。 【探究新知】 （一）认识杠杆 〔学生活动1〕：实验探究杠杆的共同特征。 让学生观察自带的工具(杠杆)，并且认真观察课本图9-1中的各种杠杆，并通过讨论，说出它们的共同特征。得到杠杆概念：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，叫杠杆。 你学会了吗？ 下面有关杠杆的说法正确的是（ ） A.杠杆必须是直的 B.杠杆一定是一根木棒 C.杠杆可以是弯的 D.以上说法都不对。 〔学生活动2〕：认识杠杆的几个概念。 观察与思考 请同学们认真观察课本图9-2（a）（b），并且仔细阅读图下面的文章，在弄清楚概念的基础上；回答： 1.“O”表示杠杆的 。 2.“F1” 表示杠杆受到的 ，“F2” 表示杠杆受到的 。3、“L1” 表示 ，“L2” 表示 。 友情提示： 力的作用线：经过力的作用点，沿力的方向所作的直线。 动力作用线：经过动力作用点，沿动力方向所作的直线。 阻力作用线：经过阻力作用点，沿阻力方向所作的直线。 试一试： 1.如图1（图略）所示，下列关于力臂的说法正确的是（ ） A.OB是阻力臂 B.OA是动力臂 C.BE是阻力臂 D.OD是动力臂 2.画出图2（图略）中力F1和F2的力臂。 （二）杠杆的平衡条件 〔学生活动3〕：探究杠杆的平衡条件 【创设情景】课件展示，大人和小孩推门比赛。（漫画）学生产生我要探究的欲望。 【提出问题】 杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？ 大胆猜想：师：对于杠杆平衡的问题，同学们不妨开动自己的大脑大胆的猜想一下：力与力臂之间可能是什么关系？有多少种可能情况？请前后四位同学为一个小组讨论一下，将所有可能的关系都找到。 学生讨论，举手抢答。教师也可以与学生一起参与猜想并要求发言，最后将各种猜想都体现在板书上。 [反驳（排除错误）] 师：同学们的猜想是否正确呢？请同学们再合作（讨论）一次，为了便于讨论，我们分成两大组：这一边的同学为一组，讨论猜想中的“和、差”部分; 这一边的同学为一组，讨论猜想中的“积、商”部分； 学生讨论，举手抢答，反驳排除错误的等式。 师：同学们的猜想经过同学们反驳排除还有三个等式，那么这三个等式是否都成立呢?物理学中非常重视探究实验的方法研究问题，今天我们就用实验法验证同学们的猜想是否正确？ 猜想结果预设：五个关系式：F1×L1=F2×L2 F1+L1=F2+L2 F1-L1=F2-L2 F1/L1=F2/L2 F1/F2=L1/L2 教师评价：日常生活中两个量的相加或相减，其单位必须相同，因此加减不合理。 设计实验:设计完成后，至少请二组同学到讲台上汇报实验方案. 讨论最佳方案。 讨论:1.为什么杠杆的平衡位置确定在水平位置？难道倾斜的杠杆不算平衡? （方便读出力臂的值.） 2.钩码挂上后，怎样调节杠杆平衡？（移动钩码位置） 3. 为什么要做三次实验呢? 4.杠杆的两端哪是动力，哪是阻力？（都行．） 友情提示： （1）做实验前，首先调节两端螺母使杠杆处于水平平衡。 （2）实验时，一只手往上挂钩码的同时，另一只手抓住杠杆，以免杠杆失去平衡，使悬挂的钩码掉落。 （3）如图3所示，悬挂钩码后，只能调节钩码位置使其平衡（不能调节螺母）。 （4）若左边钩码看做动力F1，则右边钩码看做阻力F2;杠杆水平平衡后，动力臂L1和阻力臂L2分别是杠杆上的一部分。 （5）每个钩码重力为0.5N，杠杆每个格表示1厘米。 【自主探究，合作尝试】 研究杠杆的平衡条件：（表格略）
1.把你们得到的数据填入上表。 2.对你们的数据进行分析、处理，再跟猜想对照你会到什么结论？ 3.和其他小组讨论交流，看看你们的结论是否一致？是否有充足的理由说明你的结论是正确的？ 你得到的结论是： 。 为了使数据真实有效，教师随机抽出4个小组，每组取出一组数据，让学生对表中的数据进行分析、归纳，依次排除错误的猜想，从中得出正确的结论。 结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 思考题： 杠杆水平平衡的基础上 1.在动力和阻力上各加一个钩码，杠杆还能平衡吗？ 2.增加（或减小）相同动力臂和阻力臂，杠杆还能平衡吗？ 要求学生先独立思考，然后同组讨论，展示小组讨论结果。 展示你的才能： 1.两个小孩坐在跷跷板上，恰好平衡，此时（ ） A.两个小孩的重一定相等 B.两个小孩到支点的距离一定相等 C.两个小孩的重与各自力臂的乘积相等 D.以上说法都不对 2.如图4所示，用力向下压长棒撬起一块大石头，___ ___对长棒的力是动力，动力的作用效果是使长棒____ ____针转动．图中若用竖直向下的力F压长棒时，大石头未撬动．可把垫着的小石块移到离大的石块更____ ___些，会更有利于撬动大石头。 【课堂小结】 设计问题：1.通过本节课的学习，你了解了杠杆的平衡条件了么？ 2.你了解了研究杠杆平衡条件的方法了吗？ （通过提问方式引导学生小结本节主要知识及学习活动，养成学习——总结——学习的良好习惯，发挥自我评价的作用，培养学生的语言表达能力。） 【诊断评价】 题目见学案。 拓展提高： 如图5所示，铜球在力F1的作用下，能绕固定点O转动，请思考：它是杠杆吗？为什么？ 由此，你对杠杆的形状有何看法？ 【布置作业】 1.五人一组找身边的杠杆，讨论一下杠杆按什么原则分类好？各能分成几类？ 2.查有关资料，了解我国古代的杠杆。 【板书设计】 第一节科学探究：杠杆的平衡条件 1.什么叫杠杆： 2.杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂： 3.杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1×L1=F2×L2 【设计反思】 教学过程是教与学的交往、互动的过程，是师生交流、相互沟通、相互启发、相互促进的过程。放手让学生自主学习，适时点拨、引导、讲授，为学生顺利自主探究提供帮助。 探究杠杆五要素教学不是讲授式教学，而是让学生主动学习。对于力臂得出直接给出，节省时间，不利学生认识。比如为什么力臂是支点到动（阻）力作用线的距离呢？通过对“影响杠杆平衡因素”的研究，引出力臂的概念。 对“杠杆平衡条件”采用探究式教学，通过漫画或比赛创设情景，让学生在愉快的氛围中产生探究欲望，通过等式的讲解，使学生明白如何处理几个量的关系。对杠杆平衡条件的猜想，既提高了学习积极性，又学会了探究方法。
第一节 科学探究：杠杆的平衡条件（导学案） 【学习目标】 1.知识与技能：了解杠杆及支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念，掌握杠杆平衡条件。 2.过程与方法：通过参与科学探究活动，归纳得出杠杆平衡条件，锻炼自己观察能力、动手能力、分析解决问题能力，以及同学之间合作学习能力等。体验科学探究的乐趣，掌握探究物理的方法和规律。 【教学重点】探究杠杆平衡条件。 【教学难点】（1）力臂的确定 （2）设计探究杠杆平衡的方案。 【学习过程】 知识铺垫： 1、物体处于平衡状态是指 状态或 状态。 2、请分别做出点A和点B到直线L的距离。 探究新知 （一）认识杠杆 请同学们回忆生活中杠杆和认真观察课本图9-1中的各种杠杆，讨论出它们之间有什么共同特征？ 你学会了吗？ 有关杠杆的说法正确的是（ ） A.杠杆必须是直的 B.杠杆一定是一根木棒 C.杠杆可以是弯的 D.以上说法都不对 友情提示： 力的作用线：经过力的作用点，沿力的方向所作的直线。 动力作用线：经过动力作用点，沿动力方向所作的直线。 阻力作用线：经过阻力作用点，沿阻力方向所作的直线。 观察与思考 请同学们认真观察课本图9-2（a）（b）和阅读课本内容，在弄清楚概念的基础上；回答 1.“O”表示杠杆的 。 2.“F1” 表示杠杆受到的 ，“F2” 表示杠杆受到的 。 3.“L1” 表示 ，“L2” 表示 。 考考你 1、如图1所示，下列关于力臂的说法正确的是（ ） A.OB是阻力臂 B.OA是动力臂 C.BE是阻力臂 D.OD是动力臂 2、画出图2中力F1和F2的力臂。 （二）实验探究：杠杆的平衡条件 你的猜想：_______________________________。 你是怎么设计实验的：__________________________。 友情提示： （1）做实验前，首先调节两端螺母使杠杆处于水平平衡。 （2）实验时，一只手往上挂钩码的同时，另一只手抓住杠杆，以免杠杆失去平衡，使悬挂的钩码掉落。 （3）如图所示，悬挂钩码后，只能调节钩码位置使其平衡（不能调节螺母）。 （4）若左边钩码看做动力F1，则右边钩码看做阻力F2;杠杆水平平衡后，动力臂L1和阻力臂L2分别是杠杆上的一部分。 （5）每个钩码重力为0.5N，杠杆每个格表示1厘米。 自主探究，合作尝试（表格略）
1、把你们得到的数据填入上表。 2、对你们的数据进行分析、处理，再跟猜想对照你会到什么结论？ 3、和其他小组讨论交流，看看你们的结论是否一致？是否有充足的理由说明你的结论是正确的？ 你得到的结论是： 。 思考题： 杠杆水平平衡的基础上 1、在动力和阻力上各加一个钩码，杠杆还能平衡吗？ 2、增加（或减小）相同动力臂和阻力臂，杠杆还能平衡吗？
展示你的才能： 1、两个小孩坐在跷跷板上，恰好平衡，此时（ ） A.两个小孩的重一定相等 B.两个小孩到支点的距离一定相等 C.两个小孩的重与各自力臂的乘积相等 D.以上说法都不对 谈谈你的收获：
诊 断 评 价 （满分10分）得分 1．一根______棒，在_____的作用下，能绕固定点_______，这根棒叫杠杆，这个固定点叫________。 ( 每空0.5，共2分) 2．关于杠杆的说法正确的是（ ）（2分） A．杠杆必须有支点 B．动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆的长度 C．作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向同一方向转动 D．动力和阻力只能分别作用在杠杆支点的两侧 3．如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（） （2分） 4．在研究“杠杆的平衡条件”实验中 （1）调节__________，使杠杆在________位置平衡，这样做的好处是______________。 （2）下表是小明实验中记录的部分测量结果，请在空格中填入适当的值．（每个钩码重为0.5N）
（3）在本次实验课的总结中，老师提出了这样一个问题：如下图所示，杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到的现象将是什么？ 小红认为，杠杆仍能保持平衡；小刚认为，杠杆将顺时针转动；小宇认为，杠杆将逆时针转动，正确的观点是__________________。 ( 第1、2小题每空0.5分，第3小题2分，共4分) 创意题： 如图所示，铜球在力F1的作用下， 能绕固定点O转动，请思考：它是杠杆吗？为什么？ 由此，你对杠杆的形状有何看法？
课后作业： 1.五人一组，找身边的杠杆，讨论一下杠杆一般按什么原则分类？能分成几类？ 2.查有关资料，了解我国古代的杠杆。 |
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