第十二章：第一節(jié)杠桿

第十二章：第一節(jié)杠桿一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1能識別出杠桿，并能準(zhǔn)確找出支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂。2知道杠桿的平衡條件，并能利用杠桿的平衡條件進(jìn)行相關(guān)的計算。3能對杠桿進(jìn)行分類，并能根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的杠桿。（二）過程與方法1通過實(shí)驗(yàn)探究，得出杠桿的平衡條件。2通過對杠桿的研究，讓學(xué)生逐步學(xué)會透過現(xiàn)象認(rèn)識事物本質(zhì)的方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和用科學(xué)的方法解決問題的能力。培養(yǎng)交流與合作的能力和學(xué)習(xí)物理的興趣。（三）情感態(tài)度與價值觀1通過從生活中的實(shí)例，建立杠桿模型的過程，了解物理學(xué)中研究問題的方法。2通過探究杠桿的平衡條件，使學(xué)生勇于并樂于參與科學(xué)探究，增進(jìn)交流與合作的意識，加強(qiáng)學(xué)生之間的相互協(xié)作精神。3通過杠桿分類及應(yīng)用的學(xué)習(xí)，感受物理與生活的聯(lián)系，進(jìn)一步領(lǐng)會物理知識的應(yīng)用價值。二、教學(xué)重難點(diǎn)學(xué)生在日常生產(chǎn)和生活中對于一些屬于杠桿的簡單機(jī)械已有一定的知識經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識，也已經(jīng)有了一定的掌握工具的能力。通過有關(guān)力的知識的學(xué)習(xí)，對力的知識、物體運(yùn)動與力的關(guān)系、平衡概念等有比較深刻的認(rèn)識；另外，學(xué)生已學(xué)會了天平的調(diào)節(jié)，這些都為學(xué)習(xí)本節(jié)做好了鋪墊。這些對杠桿的認(rèn)識是感性的，但這些認(rèn)識可能膚淺、片面，甚至錯誤。因此，在教學(xué)中教師要鼓勵積極地去觀察、討論、猜想、探究，從中歸納出杠桿的特征及平衡條件。杠桿知識是前面幾章力學(xué)知識的延續(xù)，也是學(xué)習(xí)滑輪和輪軸等簡單機(jī)械的基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容由“杠桿”“杠桿的平衡條件”“生活中的杠桿”三部分構(gòu)成。教學(xué)的重點(diǎn)是探究杠桿的平衡條件。突出教學(xué)重點(diǎn)的關(guān)鍵是要引導(dǎo)學(xué)生完成好探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理等方面給學(xué)生創(chuàng)設(shè)參與的機(jī)會，使他們加深體驗(yàn)。本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)是畫杠桿的力臂。為了使學(xué)生能較準(zhǔn)確地畫力臂，教師有必要講清力臂的概念，但課堂上不宜花費(fèi)過多的時間訓(xùn)練，否則會影響本節(jié)重點(diǎn)的教學(xué)。重點(diǎn)：探究杠桿的平衡條件。難點(diǎn)：杠桿示意圖中動力臂和阻力臂的畫法。三、教學(xué)策略在本節(jié)課的教學(xué)活動中，教師要利用學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，從學(xué)生生活中熟悉的許多屬于杠桿的工具入手，通過學(xué)生動手操作、主動觀察、分析，從而抽象出杠桿概念。讓學(xué)生親身經(jīng)歷探究實(shí)驗(yàn)得出平衡條件。教學(xué)要體現(xiàn)“從生活走向物理”，從“物理走向生活”的基本理念，盡量貼近學(xué)生生活，使學(xué)生體驗(yàn)到生活中無處不在的物理知識，從而激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法的同時，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備多媒體設(shè)備、實(shí)物投影儀，（教師）鐵架臺、杠桿、鉤碼、大剪刀、鉗子、大鑷子、羊角錘、起子、釘有釘子的木板、未啟封的飲料；（學(xué)生）鐵架臺、杠桿、鉤碼（50g，8個）、彈簧測力計（5N 量程）。五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入新課（5分鐘）展示圖片：一個人正在用一個巨大的杠桿撬動地球。圖提問：這幅圖的內(nèi)容是什么？能聯(lián)想到什么？阿基米德的名言：“給我一個支點(diǎn)，我能撬起地球”。顯示了科學(xué)家基于科學(xué)理論的宏大氣魄，也使我們接觸到杠桿這個詞。觀察，交流感想，并踴躍回答，說出自己的看法。會心地接受，體會到“一人之力可以撬動地球，使用杠桿似乎是可以省力的”，急于了解有關(guān)杠桿的科學(xué)理論。創(chuàng)設(shè)情景活躍課堂氣氛，引入課題新課教學(xué)（30分鐘）一、杠桿生活中有很多幫助人們工作的工具，實(shí)質(zhì)上都是杠桿。同學(xué)們能舉出自己所知道的有關(guān)杠桿的實(shí)例嗎？出示釘有釘子的木板、未啟封的飲料、羊角錘、起子等器材，讓學(xué)生選擇工具起出釘子、打開飲料。同學(xué)們課前也準(zhǔn)備了不少相關(guān)的工具，請拿出來操作一下，互相討論一下你的感受，說一說我們在使用這些工具時，有什么共同特點(diǎn)？這些工具在工作過程中，都像杠桿在撬動重石一樣（投影片），可以繞一個固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，本身沒有變形。阿基米德要的那個支點(diǎn)，是指圖1中的哪個點(diǎn)？為什么這個點(diǎn)如此重要？杠桿：能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒。畫出用杠桿撬動重物的示意圖杠桿五要素：1支點(diǎn)O：2動力F1：3阻力F2：4動力臂L1：5阻力臂L2：點(diǎn)撥：力臂可簡稱為“點(diǎn)線距”舉出實(shí)例或拿出自己事先準(zhǔn)備的實(shí)物，踴躍地上講臺操作，其余學(xué)生進(jìn)行觀察并討論。觀察與思考后回答：工具在轉(zhuǎn)動，可以省力，有一個固定點(diǎn)，工具沒有變形。觀察投影片，對照自己使用工具的情形，確認(rèn)這些特點(diǎn)的存在。明白“支點(diǎn)”對構(gòu)成杠桿的重要性。觀察黑板上教師的板示，在筆記本上畫圖，標(biāo)出杠桿的五要素。著重從數(shù)學(xué)角度確定力臂的定義，回答：“點(diǎn)”“線”“距”的含。觀察、思考后舉手回答。聯(lián)系實(shí)際生活中的實(shí)例進(jìn)行學(xué)習(xí)，再現(xiàn)生活情景，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。鍛煉分析實(shí)際問題的能力。二、杠桿的平衡條件請同學(xué)們利用手邊的直尺、鉛筆、橡皮等文具，做一個杠桿水平平衡實(shí)驗(yàn)。我們可以用大物體平衡小物體，那么，在杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？將學(xué)生猜想寫在黑板上，并鼓勵有創(chuàng)意和科學(xué)思維的猜想。發(fā)放學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材。請同學(xué)們利用老師剛才所發(fā)的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)，對杠桿的平衡條件進(jìn)行探究。在學(xué)生進(jìn)行初步設(shè)計后，組織交流設(shè)計思想，通過交流討論，使學(xué)生明白：（1）實(shí)驗(yàn)中動力和阻力是人為規(guī)定的；（2）“怎樣確定力臂”是這個實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，可以在實(shí)驗(yàn)中使杠桿水平平衡，直接數(shù)出桿上的格子數(shù)就是力臂的大??；（3）設(shè)計一個好的表格對探究活動是否能成功很重要。請同學(xué)們針對所要測量的內(nèi)容，參照教材P77所示“實(shí)驗(yàn)探究”，設(shè)計好實(shí)驗(yàn)步驟和記錄表格，然后動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。測量次數(shù)F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm123456讓完成情況較好的實(shí)驗(yàn)組報告實(shí)驗(yàn)結(jié)論，組織學(xué)生對上報實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。綜合學(xué)生的討論結(jié)果，對板書中學(xué)生的猜想進(jìn)行評價，得出正確結(jié)論。杠桿平衡條件：動力動力臂=阻力阻力臂或 F1L1=F2L2學(xué)生猜想：（1）動力動力臂=阻力阻力臂（2）動力+動力臂=阻力+阻力臂（3）動力/動力臂=阻力/阻力臂熟悉并清點(diǎn)器材，學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)，確定需測量的物理量、測量工具和測量方法；通過交流回答：（1）動力和阻力的大小可以用鉤碼的重力和個數(shù)確定，或者用彈簧測力計測出。（2）力臂大小可以通過數(shù)格子數(shù)確定。（3）使杠桿水平靜止是平衡，但在其他位置處于靜止?fàn)顟B(tài)也是平衡。分析數(shù)據(jù)，學(xué)生代表匯報實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行確認(rèn)。創(chuàng)設(shè)情景，學(xué)生參與游戲活躍課堂氣氛，通過親自體驗(yàn)，可以加深記憶，在激起興趣的同時還可以降低后面設(shè)計實(shí)驗(yàn)的難度；三、生活中的杠桿（1）探究活動：準(zhǔn)備好一個書包、一根15米長的桿，請一位同學(xué)體驗(yàn)撬書包的方式和感覺。（2）將杠桿按其動力臂與阻力臂的相對長度分類，并對不同類型的杠桿的特點(diǎn)及功能做一總結(jié)。杠桿分類力臂關(guān)系平衡時力的比較特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿L1L2F1F2省力費(fèi)力距撬棍費(fèi)力杠桿L1F2費(fèi)力省力距鍘刀等臂杠桿L1=L2F1=F2不省力不費(fèi)距離天平體驗(yàn)撬書包的感覺：書包離肩很近，感覺輕松；書包離肩很遠(yuǎn)，感到吃力。發(fā)現(xiàn)杠桿在不同的情況下既可以省力，還可以費(fèi)力。理解杠桿分類原理，結(jié)合實(shí)際記憶不同杠桿的特點(diǎn)及應(yīng)用。切身體