物理教案
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课题:第一节 杠杆 课时:第一课时
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【教学目标】1.能通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取出共同的特征,并能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。能够准确地画出杠杆的动力臂与阻力臂。 2.通过参与科学探究活动,提升探究能力。在探究活动中能够对杠杆平衡条件进行猜想与假设,并且设计出验证方案,对获得的信息进行处理,得出杠杆平衡的条件。 3. 能够根据杠杆的特点,以及作用效果等进行分类。能够应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题。 【教学重点】:力臂的概念;杠杆的平衡条件。 【教学难点】:力臂的定义及画法;杠杆平衡条件的得出过程。 【教具准备】: 多媒体课件 【教学过程】:
1. 教学引入 “给我一个立足点和一根足够长的棍,我就能搬动地球。”——阿基米德。这是发现杠杆原理的阿基米德说过的豪言壮语,阿基米德虽然没能搬动地球,但是他的话却生动地告诉人们:利用杠杆能改变力。人类很早就会使用杠杆了。 2.“知识点”教学 (1)认识杠杆 教师准备羊角锤、钳子、剪刀、瓶起子等工具,安排学生活动,明确活动目的: ①每种工具的工作任务是什么? ②人们是怎样利用这些工具完成任务的? ③这些工具使用的共同点是什么? 学生亲自动手操作,在操作过程中观察、思考,认识各种工具使用过程中的特点。通过交流建立杠杆的概念。 杠杆:我们把在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。 学生举例生活中常见的杠杆。 教师介绍杠杆的组成。 支点:硬棒转动所围绕的固定点O。 动力:使杠杆转动的力F1。 阻力:阻碍杠杆转动的力F2。 课堂练习:在教材图9-1中画出支点O,动力F1,阻力F2,让学生进一步理解杠杆的概念。 教师提出问题:影响杠杆使用的因素只有支点、动力和阻力吗? 教师演示实验:用弹簧测力计作用在杠杆上提升钩码,使测力计作用在不同的地方,观察测力计示数;使测力计向不同方向用力,观察测力计示数。 可见,杠杆的使用还与力的位置和方向有关,我们用力臂的概念来包含这两个方面的含义。 教师介绍杠杆动力臂和阻力臂的概念。 动力臂:支点到动力作用线的距离叫力臂L1。 阻力臂:支点到阻力作用线的距离叫力臂L2。 学生进行课堂练习:画出动力臂与阻力臂。 (2)杠杆的平衡条件 教师提出问题:根据我们学过的力学知识,杠杆在什么时候处于平衡状态? 学生思考并得出结论:杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时,我们称为杠杆平衡。 教师提出问题: 当杠杆平衡时,动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在怎样的定量关系呢? 你设计怎样的实验操作方案来验证你的猜想的正确性呢? 设计实验数据采集表格,如教材表9-1“杠杆的平衡条件”。 学生思考,提出猜想,进行讨论;研究实验方案,设计实验表格、交流实验方案与表格;分工合作进行实验,并记录实验数据和实验中发现的问题。 学生进行实验操作时,教师应及时发现问题并给予指导与纠正。发现带有共性的问题,要组织学生开展讨论,指出错误所在,及时纠正错误。关注学生实验过程中操作的规范性,每个学生的参与性。 通过实验学生得出杠杆的平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂——F1×L1= F2×L2。 教师追问:结论为什么不是“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”? 在实验中我们要求杠杆在水平位置平衡,对杠杆施加的动力和阻力都是竖直方向,这样做的好处是方便读出力臂的数值,我们通过数杆上的格数就可以确定力臂。 纠正错误认识的方法:让学生做教材图9-4右图实验,分别将弹簧测力计沿竖直向上和斜向上两个角度拉。观察杠杆平衡时,两次的拉力是否相同,并且讨论原因。 学生通过思考、讨论、交流。加深理解力臂的概念,理解杠杆的平衡条件。 (3)杠杆的分类 分析比较教师所展示图中所示的各种杠杆,动力臂与阻力臂的长短特点;使用过程中,用力的特点;何时省力、何时费力。 学生通过分析比较,得出杠杆的分类: 等臂杠杆:L1= L2 ; F1= F2。 省力杠杆:L1> L2 ; F1< F2。 费力杠杆:L1< L2 ; F1> F2。 学生举例,说出所认识的生活中的杆杆。 课堂练习:杠杆的分类。 3.课堂小结 (1)认识杠杆 我们把绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。 杠杆五要素:支点O、动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2。 (2)杠杆的平衡条件 杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时,我们称为杠杆平衡。 杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。 (3)杠杆的分类 等臂杠杆:L1= L2 ; F1= F2。 省力杠杆:L1> L2 ; F1< F2。 费力杠杆:L1< L2 ; F1> F2。 4.小练习 1.下列日常用具中:省力的杠杆有_________________;费力的杠杆有_________________;既不省力也不费力的杠杆有_________________。 ①撬棒②天平③筷子④铡刀⑤自行车脚踏⑥镊子⑦ 起子⑧钓鱼杆 2.一条扁担长1.5 m,前端挂200 N重的货物,后端挂300 N重的货物,肩膀应离扁担的前端_____ m才能使其刚好平衡。
教学反思: 研究杠杆平衡条件的实验是探究实验,实验结论的得出,是将实验现象上升为理论的重要过程,在教学设计中,由学生自主探究,通过合作交流得出结论。杠杆的平衡条件是“动力×支点到动力作用线的距离=阻力×支点到阻力作用线的距离”,但从实验看起来,学生总觉得是力与支点到力的作用点的距离的乘积相等。学生的第一印象非常深刻,为了防止学生形成这种错误认识,在研究杠杆得出杠杆平衡条件之后,教师通过对实验结论的质疑,引导学生反思实验结论得出过程的合理性、科学性,使学生理解了力臂的意义,对实验的认识更全面。