《探究杠桿的平衡條件》說(shuō)課稿(全國(guó)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課大賽獲獎(jiǎng)案例)

《探究杠桿的平衡條件》說(shuō)課稿一、使用教材人教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)第十二章第一節(jié)。二、實(shí)驗(yàn)器材教師改裝的杠桿、鐵架臺(tái)、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、圓形刻度盤、細(xì)線。三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要求/改進(jìn)要點(diǎn)教材背景：教材實(shí)驗(yàn)是這樣設(shè)計(jì)的，實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)保持水平靜止。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，給杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡，但在實(shí)際操作中學(xué)生很難判斷杠桿是否在水平位置平衡，全憑學(xué)生的直觀感覺(jué)，實(shí)驗(yàn)的可信度不強(qiáng)。當(dāng)杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力臂正好在杠桿上，這樣方便學(xué)生直接讀出力臂的長(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)得出的僅僅是特殊情形杠桿在水平位置平衡時(shí)的一個(gè)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論不具有普遍性，不利于學(xué)生理解力臂的概念。改進(jìn)要點(diǎn)：1.杠桿在水平位置有了判斷依據(jù)，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)保持水平位置靜止。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，給杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡。但在實(shí)際操作中學(xué)生很難判斷杠桿是否在水平位置平衡，全憑學(xué)生的直觀感覺(jué)，實(shí)驗(yàn)的可信度不強(qiáng)。在改進(jìn)裝置中，利用重垂線讓學(xué)生能準(zhǔn)確地判斷杠桿是否處于水平位置。2.研究了多種情形下的杠桿平衡，有利于發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力。利用改進(jìn)后的杠桿實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生可以探究各種情形的杠桿平衡實(shí)驗(yàn)，從而使得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。3.突破了力臂測(cè)量的難點(diǎn)，有利于學(xué)生理解掌握力臂的概念。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生分析非水平位置平衡的杠桿，以及將杠桿設(shè)計(jì)成曲臂，主要目的就是將力臂和支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離分開(kāi)，有利于學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)力臂的本質(zhì)。利用可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形刻度盤測(cè)出各種情形杠桿平衡時(shí)力臂的長(zhǎng)度。四、實(shí)驗(yàn)原理/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路1.在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置中，為了讓學(xué)生能準(zhǔn)確地判斷杠桿是否處于水平位置。在杠桿的支點(diǎn)處安裝了一個(gè)簡(jiǎn)易的重垂線，使零刻度線與重垂線重合，此時(shí)中間的軸線處于水平位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)杠桿與中間的軸線重合時(shí)杠桿就處于水平位置。

圖1

改進(jìn)裝置各部分名稱

圖2

探究非水平位置平衡

圖3

探究曲臂杠桿的平衡

圖4

探究杠桿非豎直方向平衡

2.探究杠桿在非水平位置平衡（圖2）、曲臂杠桿在水平位置平衡時(shí)（圖3），先將杠桿調(diào)平，在杠桿的兩側(cè)掛上數(shù)量不同的鉤碼，移動(dòng)懸掛點(diǎn)的位置，杠桿處于平衡狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于測(cè)量力臂，此時(shí)懸掛點(diǎn)的細(xì)線可以作為力的作用線，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)圓形刻度盤，使力的作用線與圓形刻度盤中的某條刻度線與重合，此時(shí)該條刻度線所對(duì)應(yīng)數(shù)值就為力臂的長(zhǎng)度。五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，得出杠桿的平衡條件。2.通過(guò)對(duì)杠桿的研究，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和用科學(xué)的方法解決問(wèn)題的能力。3.學(xué)生使用改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器，滲透科學(xué)創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和合作交流的意識(shí)。六、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容1．通過(guò)觀察與實(shí)驗(yàn)，探究及歸納杠桿的平衡條件。2．理解力臂的概念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道測(cè)量力臂的方法。七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程（一）提出問(wèn)題通過(guò)創(chuàng)設(shè)蹺蹺板情景，讓學(xué)生想一想，影響杠桿的平衡可能與哪些因素有關(guān)？教師提出問(wèn)題：動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間滿足什么關(guān)系時(shí)，杠桿才能平衡？（二）猜想與假設(shè)學(xué)生討論后可能得出：影響杠桿平衡的因素可能與力、力臂有關(guān)。（三）實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)教師引導(dǎo)學(xué)生討論并展示設(shè)計(jì)方案后，然后完善實(shí)驗(yàn)方案，并介紹實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)的作用及使用方法。（四）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生親自動(dòng)手，實(shí)際操作，探究杠桿的平衡條件。教師指導(dǎo)學(xué)生完成分組實(shí)驗(yàn)，各小組探究過(guò)程如下：

1.探究杠桿在（非）水平位置平衡。

2.探究杠桿拉力在（非）豎直方向平衡。

3.探究曲臂杠桿的平衡。

4.探究各種情形下杠桿的平衡。

各小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)，改變力和力臂的數(shù)值，多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)各小組學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程。數(shù)據(jù)測(cè)量完畢，教師引導(dǎo)同學(xué)展開(kāi)討論，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間滿足什么條件時(shí)，杠桿才能平衡？（五）分析與論證教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，學(xué)生交流、發(fā)言，得出杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂

公式表示為：F1·L1=F2·L2設(shè)計(jì)意圖：采用科學(xué)探究式教學(xué)，通過(guò)討論交流，引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)方案與測(cè)量方法；通過(guò)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，提升合作探究與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shù)據(jù)收集與處理能力；通過(guò)討論、分析、論證等探究活動(dòng)，提升科學(xué)思維與實(shí)驗(yàn)探究的物理學(xué)科素養(yǎng)。八、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)改進(jìn)創(chuàng)新點(diǎn)1.杠桿在水平位置有了判斷依據(jù)，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。改進(jìn)裝置中，利用重垂線讓學(xué)生準(zhǔn)確地判斷杠桿是否處于水平位置。2.

研究了多種情形下的杠桿平衡，有利于發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力。利用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生探究了杠桿在（非）水平位置平衡、曲臂杠桿的平衡以及探究了各種情形下杠桿的平衡實(shí)驗(yàn)，從而使得出的結(jié)論更具有普遍性。3.

突破了力臂測(cè)量的難點(diǎn)，有利于學(xué)生理解掌握力臂的概念。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生分析非水平位置平衡的杠桿，以及將杠桿設(shè)計(jì)成曲臂，主要目的就是將力臂和支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離分開(kāi)，有利于學(xué)生區(qū)分這兩個(gè)概念，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)力臂的本質(zhì)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，利用可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形刻度盤測(cè)出各種情形杠桿平衡時(shí)力臂的長(zhǎng)度。教學(xué)方式改變：在整個(gè)教學(xué)過(guò)