探究杠桿平衡條件實驗教案 4

探究杠桿平衡條件實驗教案施橋初中物理教師：陳 宏 一、教材分析杠桿平衡條件是八年級第二學(xué)期，第六章，第五節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課是對使杠桿平衡的條件進行探究。之前學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習了杠桿的相關(guān)知識，知道了什么是杠桿，理解了杠桿的五個要素，本節(jié)課將要以此為基礎(chǔ)進一步研究杠桿平衡條件。二、教學(xué)目標1.知識與技能 （1）知道什么是杠桿？了解杠桿的五個要素。(2)知道什么是杠桿的平衡。 （3）探究杠桿的平衡條件。 （4）能初步運用杠桿的平衡條件來分析問題。2過程與方法 （1）學(xué)生通過小實驗來體驗什么是杠桿的平衡。 （2）學(xué)生在體驗的基礎(chǔ)上猜想杠桿平衡的條件，通過實驗方案的設(shè)計和交流，自主實驗并共同分析實驗數(shù)據(jù)來獲得結(jié)論，學(xué)生通過課堂活動初步感受科學(xué)探究的過程和方法。 （3）學(xué)生通過嘗試在分析數(shù)據(jù)并獲得結(jié)論的過程中，學(xué)生提高了分析歸納的能力。3情感態(tài)度價值觀 （1）學(xué)生通過課堂學(xué)習和實踐探究激發(fā)了對物理學(xué)習的興趣，初步養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度和認真踏實的學(xué)習習慣。 （2）學(xué)生通過猜想、談?wù)摗嵺`，逐步養(yǎng)成主動思考，積極探索的科學(xué)精神以及與人協(xié)作，積極向上的團隊精神。三、重點：“探究杠桿平衡條件”的過程。四、難點：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件五、教具儀器： 測力計、鉤碼、帶有刻度的杠桿、鐵架臺等。 六、教法：采用科學(xué)探究實驗的7個要素的探究方法進行教學(xué)，以學(xué)生為主體，教師進行必要的引導(dǎo)，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗、動手實驗、總結(jié)反思實驗。七、教學(xué)過程1.引入：阿基米德有句名言：“給我一個杠桿和支點，我可以撬動地球?！痹O(shè)疑：阿基米德說這句話的根據(jù)是什么?你認為這可能嗎？杠桿真的有這么神奇嗎？ 2、提出問題我 們 先 來 做 一 個 小 游 戲 。大 家 可以看到桌面上有一個蹺蹺板，同學(xué)們小時候都玩過蹺蹺板嗎？那一個大人和一個小孩能玩蹺蹺板嗎？ 現(xiàn)在我用一個大鉤碼表示大人和一個小鉤碼表示小孩，我先將小的鉤碼放到蹺蹺板上，大家可以看到蹺蹺板的一端翹起了。那么我要怎樣放這個大的鉤碼，才能使得這個蹺蹺板平衡呢？有沒有同學(xué)想要上來嘗試一下？（請學(xué)生上講臺將蹺蹺板調(diào)平衡）此時蹺蹺板處在平衡狀態(tài)的，那么什么是杠桿平衡呢？（當杠桿動力和阻力作用下保持靜止時，杠桿就處于平衡狀態(tài)。） 根據(jù)我們所學(xué)習的杠桿定義的知識，同學(xué)們認為是不是可以把這個蹺蹺板看作是杠桿呢？（1）.改變杠桿上鉤碼位置，觀察是什么因素使杠桿失去平衡呢？學(xué)生討論回答。（2）.在杠桿一端增加一個鉤碼，觀察是什么因素使杠桿失去平衡呢？學(xué)生討論回答。通過這個小游戲，我們又可以杠桿平衡與那些因素有關(guān)？(動力F1、阻力F2、動力臂L1和阻力臂L2)3、猜想與假設(shè)現(xiàn)在我想請同學(xué)們猜想一下，動力F1、阻力F2、動力臂L1和阻力臂L2之間要滿足什么關(guān)系，才能使杠桿平衡。 教師記錄，學(xué)生的回答主要有：F1L1=F2+L2單位不一樣不能相加減，故排除；F1L1=F2L2F1L2=F2L1F1/L1=F2/L2等我們得出了那么多猜想，同學(xué)們可以在實驗中，自己得出結(jié)論，究竟哪一個猜想才是正確的。4、制定計劃與設(shè)計實驗在實驗中我們需要測量那些物理量？（動力F1、阻力F2、動力臂L1和阻力臂L2）把這四個數(shù)據(jù)測出來，就可以得到他們之間的關(guān)系了是嗎？測量這些物理量我們需要那些器材呢？（彈簧秤、鉤碼、鐵架臺、杠桿）怎樣測量這些數(shù)據(jù)？（學(xué)生討論后回答）為什么要實驗前使杠桿在水平位置平衡？天平怎么調(diào)節(jié)平衡的？（左沉右調(diào)、右沉左調(diào)）那我們杠桿調(diào)節(jié)平衡螺母和天平一樣，左沉右調(diào)、右沉左調(diào)。為什么實驗時使杠桿再次在水平位置平衡？動力臂、阻力臂該如何測量呢？好，現(xiàn)在我們已經(jīng)使杠桿在水平位置平衡了。我們現(xiàn)在統(tǒng)一把支點右側(cè)的鉤碼作用于杠桿上的力（等于鉤碼所受的重力）當作動力F1，把支點左側(cè)的鉤碼作用于杠桿上的力當作阻力F2。接下來請同學(xué)們以小組為單位，根據(jù)我提供的實驗器材，自行討論設(shè)計實驗，過會我會請每組的代表交流設(shè)計方案。同時操作，并進行適當?shù)募m正。（多次實驗）5、進行實驗與收集證據(jù)現(xiàn)在就請各組同學(xué)根據(jù)自己的設(shè)計方案，桌上器材進行實驗，實驗過程中大家要注意要進行交流與合作。老師在學(xué)生探究過程中進行巡視，發(fā)現(xiàn)問題及時提出，讓學(xué)生自己去分析、解決問題。完成實驗后請各組匯總實驗數(shù)據(jù)，填寫實驗報告。（學(xué)生進行實驗）（教師下去指導(dǎo)實驗）教師收集幾組數(shù)據(jù)與學(xué)生共同驗證猜想實驗次數(shù)F1/NL1/cmF2/NL2/cm1236、分析與論證現(xiàn)在請同學(xué)們對自己的實驗數(shù)據(jù)表格進行分析，分析完以后選派一名代表回答這樣一個問題：你認為杠桿在平衡時應(yīng)滿足的條件是什么？我們通過最初的猜想與假設(shè)，到自己制定計劃與設(shè)計實驗，然后通過實驗與數(shù)據(jù)收集，最終得出的結(jié)論是：要使杠桿平衡，必需滿足：動力動力臂阻力阻力臂。（F1L1=F2L2）7、評估實驗做完了，大家能從上面的實驗中得到那些因素會造成誤差嗎？杠桿是否真的在水平位置平衡了。不然，得出的數(shù)據(jù)都是不準確的。大家反思一下剛才的實驗，每個小組得出的數(shù)據(jù)準確嗎？如果不夠準確，是不是由于沒有嚴格按照步驟和要求來做呢？8、運用杠桿平衡條件分析阿基米德真的能撬動地球嗎？八、小結(jié) 學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的收獲： 板 書探究杠桿平衡條件一、 提出問題：二、 猜想與假設(shè)三、 制定計劃與設(shè)計實驗實驗次數(shù)F1/NL1/cmF2/NL2/cm123四、 收集數(shù)據(jù)實驗次數(shù)F1/NL1/cmF2/NL2/cm123五、 結(jié)論：動力動力臂阻力阻力臂。（F1L1=F2L2）探究杠桿平衡條件作業(yè) 如圖，是小華同學(xué)探究杠桿平衡條件的實驗裝置。(1)請你在圖中畫出杠桿受到的動力（左端）F1和力臂L1。 （2）實驗前把杠桿安裝在支架上，如圖所示的情況時，應(yīng)_(向左/向右)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在_平衡，其目的是_。（3）在實驗的操作過程中要改變鉤碼的_或_，使杠桿在_平衡，記下_、_、_和_的數(shù)值。（4）下表是小華得到的一組實驗數(shù)據(jù)，由此她得出： “動力動力臂阻力阻力臂”的結(jié)論。你認為她的實驗結(jié)論是否正確？如果不正確，造成錯誤的原因是什么？實驗次數(shù)F1/NL1/cmF2/NL2/cm12151.520（5）實驗室只有8個相同的鉤碼，杠桿上畫有均勻的格子，當在A點掛4個鉤碼如圖所示，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡？（請設(shè)計兩種方案）（6）在上題中，如果只有4個相同的鉤碼（如圖所 示）和一個彈簧測力計，怎樣才可以使杠桿在水平位置平衡？此時彈簧測力計的讀數(shù)是多少？（寫出一種方案即可）（7）以上三次實驗表明，杠桿的平衡條件是_。實驗報告實驗課題探究杠桿的平衡條件實驗時間實驗?zāi)康耐ㄟ^探究得出杠桿的平衡條件實驗班級實驗器材杠桿、鐵架臺、鉤碼、細線學(xué)生姓名實驗歩驟一、 提出問題：動力、動力臂、阻力、阻力臂之間有什么關(guān)系時杠桿能夠平衡？二、 猜想與假設(shè)：（根據(jù)已有的知識與經(jīng)驗進行猜測）三、 設(shè)計實驗并進行實驗：1、 實驗裝置如課本圖所示。調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平并靜止，達到平衡狀態(tài)。2、 給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿平衡。這時杠桿兩端受到的作用力等于各自鉤碼的重量。3、 把支點右邊的鉤碼重量當作動力F1，支點左邊的鉤碼重量當作阻力F2；量出杠桿平衡時的動力臂L1和阻力臂L2；把F1 、F2 、L1 、L2的數(shù)值填入表中。4、 改變力和力臂的數(shù)值，再做兩次實驗。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm123四、 分析