科学探究:杠杆的平衡条件教学设计
【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，我是阿基米德，已经两千多岁。在两千多年前，我说过“给我一个支点，我可以撬动地球。”两千多年来，我没有将地球撬动，这是事实，这并不是我的错，因为我没有找到一个合适的支点。可是，许多爱嚼舌头的人硬说我是在吹大话，在说谎。我这个两千多岁的人实在受不了这样的委屈。今天，我请大家帮我伸冤，你们愿意吗？不管结果如何，我──阿基米德先在这谢谢大家了！
大家有信心吗？
要想帮我伸冤，实际很容易，只需弄清杠杆的平衡条件即可。
二、新授
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
让学生展示自带的杠杆（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：
（板书）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
介绍支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
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。
学生可能给许多种猜想如：
①F1+L1=F2+L2②F1/L1=F2/L2③F1-L1=F2-L2④F1×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+L2③F1-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/L2④F1×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
实验次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
2
3
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。
（5）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）
4．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。
5．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。
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