第一节 杠杆 教学设计
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文档简介
1教学目标
教学目标
1、知识与技能
（1）能通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆，提取其共同特征，来认识杠杆。
（2）能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
2、过程与方法
（1）通过观察和实验，了解杠杆的结构。
（2）通过参与科学探究活动，能对影响杠杆的平衡因素猜想与假设，并设计出实验方案，对获得的信息进行处理。
3、情感、态度与价值观
培养学生探索杠杆在日常生活中应用的兴趣以及关注历史、关注科学的意识。
教学重点内容
杠杆概念的建立过程、力臂的探究及认识过程。
2学情分析
本节课是学生在学习了力的基础上的进一步延伸，学生习惯于用力的三要素来分析相关问题，但杠杆中引入的力臂对学生来讲较为突然。
教学活动
活动1【讲授】杠杆
一、创设情景，导入新课
师：课前已观看了微视频，谁来总结一下力作用在杠杆上的效果？
（板书课题：杠杆）
二、探究新知
１、认识杠杆
师：日常生活中你见过或者使用过哪些杠杆？同位间或前后位间互相交流一下。
师：谁起来说一下？
生一：杆称、跷跷板
生二：压井杠、撬撬棒
（教师再补充几个例子并板书出这几种杠杆名称。）
师：由此可见，杠杆在我们生活中处处可见，是我们生活上不可缺少的得力助手，现在，我们一起来认识一下杠杆。
（师板书：一、认识杠杆）
师：请同学们总结一下杠杆的五要素。
师：谁来说一下？
（１）固定点。 （２）动力（３）阻力（４）动力臂（５）阻力臂
师：同学们回答的很好，根据杠杆的共同特征给它下个定义呢？
生一：能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。
生二：我认为应该是“在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。”
（教师评价学生的回答并简要板书杠杆定义。）
[当学生在自主探究中遇到困难时，教师及时地进行点拨和引导，保证了学生探究的顺利进行。]
２、使用杠杆
师：通过刚才的学习我们知道杠杆实际就是一个能绕固定点转动的硬棒。你看，这个装置是杠杆吗？
（出示实验室杠杆装置。）
生：是杠杆
师：认识了杠杆，想不想使用一下？
生：想。
师：好，现在我们就来使用杠杆。
（教师板书：二、使用杠杆，并演示使用杠杆，在杠杆的左侧挂一钩码，右侧用一弹簧称在不同位置拉动杠杆。）
师：你们发现我两次使用杠杆的过程中有哪些不同吗？
生：拉力的大小、位置不同。
师：为什么会出现这些不同呢？
（学生迷惑，不知如何回答。）
师：看来我们要使用杠杆，只知它是“一个能绕固定点转动的硬棒”是不够的，要解释上述现象，还需学习杠杆的更多知识。
（演示：使杠杆一端挂钩码，一端用弹簧称拉着，并使杠杆处于静止。）
师：现在杠杆处于什么运动状态？
生：静止
师：我们在物理上就把杠杆处于静止时的状态称为杠杆平衡。
（板书：1、杠杆平衡）
师：现在我再次使用杠杆，请同学们仔细观察。
（演示弹簧称在不同位置时拉动杠杆的情况，再演示在同一位置用不同方向的拉力拉动杠杆的情况。）
师：两次拉动杠杆时，杠杆处于平衡吗？
生：杠杆处于平衡。
师：每次的实验中有哪些不同现象发生？
生：拉力的大小、拉力的方向、拉力的作用点。
（师板书学生回答内容。）
师：看来影响杠杆平衡的因素与拉力的大小、方向、作用点有关，为研究杠杆平衡时它们的关系，我们再来认识一下杠杆。
师：（１）演示圆盘中通过改变钩码的位置，保持力的大小、方向不变，改变作用点时（保持力臂不变），观察杠杆是否平衡
（２）演示改变力的方向，保持力的大小、作用点不变，观察杠杆是否平衡
师：从以上两个实验可得出什么结论？
生：杠杆是否平衡与力的作用点、方向无直接关系
师：（师带头鼓掌）老师鼓掌的原因有两个：一是这位同学很善于动脑筋，二是回答得非常精彩。请同学们看图，力的方向实际上也就是力的作用线与杠杆的夹角θ，你们看，能把力的方向θ和力的作用点OA两个因素合成一个因素来研究吗？
（学生表现得有点迷惑）
师：你看我作一条辅助线，（过支点O向F1的作用线作垂线，交于点O），现在构成了一个RTΔOAC，角θ和OA、OC能否建立起联系呢？
生：能。Sinθ=OC/OA。
师：很好，上式也可写为OC=SinθOA，这样OC的变化就可代替OA、θ角的变化，我们在物理上把OC称为杠杆的力臂，谁能说一下力臂是怎样作的？
（生重述力臂的作法。）
师：刚才我们所作的是支点到力的动力作用线的距离，在物理上称为动力臂，那支点到阻力作用线的距离称为什么？
生：阻力臂。
（引导生作出阻力臂，并强调力的作用线是可延长或反向延长的，师简要板书动力臂、阻力臂的概念。）
师：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂被称为杠杆的五要素。
（教师用大括号把支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂括起来，并板书2、杠杆五要素）
师：现在，请同学们把生活中常见杠杆的五要素描述出来。
（师投出生活中常见杠杆实物图，学生练习杠杆五要素的画法，教师评析并矫正学生的不当做法。）
力臂的引入合情合理，学生很容易地认识到了力臂引入的必要性，学生学会了简化处理问题的方法
３、探究杠杆
投影一幅漫画：大力士与小男孩比赛推门。
师：经过一段时间的学习，同学们是不是有点累了？现在大家放松一下，看一幅漫画，请你充当裁判，看看谁将获胜？
（学生脸上洋溢着喜悦之情。）
生：小男孩
师：现在我是一名记者，来采访一下你们：你充当他们两人的裁判有什么迷惑的地方？
生：为什么大力士推不过一个小男孩？
师：你认为是什么原因呢？是不是小男孩有特异功能？请同位间交流一下。
（学生积极讨论，热情高涨。）
师：谁来说一下你们讨论的结果是什么？
生一：大力士和小男孩作用在门上的作用点不同，导致了大力士的失败。
生二：他们作用在门上的力的大小和方向不同，也是造成小男孩获胜的原因。
生三：门可以看成是一个杠杆，他们两人作用在杠杆上的力和力臂不相同，这是造成小男孩获胜的原因。
学生参入到漫画所创设的情景中，激起学习的热情。
师：你能上来画出门的示意图并标出杠杆五要素吗？
（学生三上黑板画出杠杆示意图。）
师：从杠杆示意图和小男孩获胜的结果中，你能得到什么启示？
生：力臂越长，所用的力可能越小，力臂越短，所用的力可能越大。
师：由此看来，动力、动力臂、阻力、阻力臂存在着某一关系时，杠杆才会平衡。请同学们课后自己探究。
师：本堂课已接近尾声，到了我们谈收获的时侯了。通过本节课的学习，你在知识和方法上有哪些收获？还有哪些疑惑的地方没有解决？说出来我们互相交流一下。
生一：我知道了杠杆的定义、杠杆的五要素、杠杆平衡的条件。
生三：我懂得了用实验验证猜想的科学研究问题的方法，以及如何来描述几个量之间的关系。
生四：我有一个迷惑的地方：在实验时为什么要用这装置？使用别的杠杆不行吗？
师：同学们怎样看待这个问题呢？你们先小组间交流一下。
（小组间进行积极交流。）
生一：因为这一装置简单，并且可以直接挂钩码，通过钩码的重力来表示作用力。
生二：因为这一装置可以方便读取数据，例如可以直接读出力臂的长度。不过，也可以用其它的杠杆来做此实验，例如，我们可以把杠杆的支点放在一端，另一端用弹簧称向上拉，钩码可以挂在杠杆的不同位置上。
师：（面向其他同学）你们说可以吗？
生：可以（有部分生说不可以）。
师：可以用此装置进行实验探究，不过，向下的阻力还应包含杠杆的重力。
（听到这里，一生马上举手，想必是有疑问。）
生：我们做实验时的那个杠杆的重力为什么没算进去？
师：你提的问题很好，你所说的那个杠杆的支点在它的中点上，杠杆左右两端的重力及其力臂都相等，所以不影响杠杆平衡，也可以这样理解：整个杠杆的重心在它的中点上，而支点也在中点上，其重力的力臂为零，杠杆的重力与力臂的乘积也为零，因此不会影响杠杆平衡。
师：同学们还有疑问吗？
生：（响亮地、自信地回答）没有了！
师：这节课我们师生齐心协力地合作，顺利地完成了关于杠杆的学习任务，老师真诚地希望同学们有一双善于发现的眼睛，去发现生活中的物理，去发现物理中蕴含的乐趣，不断追求，不断探索，努力攀登科学高峰！
教学目标
1、知识与技能
（1）能通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆，提取其共同特征，来认识杠杆。
（2）能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
2、过程与方法
（1）通过观察和实验，了解杠杆的结构。
（2）通过参与科学探究活动，能对影响杠杆的平衡因素猜想与假设，并设计出实验方案，对获得的信息进行处理。
3、情感、态度与价值观
培养学生探索杠杆在日常生活中应用的兴趣以及关注历史、关注科学的意识。
教学重点内容
杠杆概念的建立过程、力臂的探究及认识过程。
2学情分析
本节课是学生在学习了力的基础上的进一步延伸，学生习惯于用力的三要素来分析相关问题，但杠杆中引入的力臂对学生来讲较为突然。
教学活动
活动1【讲授】杠杆
一、创设情景，导入新课
师：课前已观看了微视频，谁来总结一下力作用在杠杆上的效果？
（板书课题：杠杆）
二、探究新知
１、认识杠杆
师：日常生活中你见过或者使用过哪些杠杆？同位间或前后位间互相交流一下。
师：谁起来说一下？
生一：杆称、跷跷板
生二：压井杠、撬撬棒
（教师再补充几个例子并板书出这几种杠杆名称。）
师：由此可见，杠杆在我们生活中处处可见，是我们生活上不可缺少的得力助手，现在，我们一起来认识一下杠杆。
（师板书：一、认识杠杆）
师：请同学们总结一下杠杆的五要素。
师：谁来说一下？
（１）固定点。 （２）动力（３）阻力（４）动力臂（５）阻力臂
师：同学们回答的很好，根据杠杆的共同特征给它下个定义呢？
生一：能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。
生二：我认为应该是“在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。”
（教师评价学生的回答并简要板书杠杆定义。）
[当学生在自主探究中遇到困难时，教师及时地进行点拨和引导，保证了学生探究的顺利进行。]
２、使用杠杆
师：通过刚才的学习我们知道杠杆实际就是一个能绕固定点转动的硬棒。你看，这个装置是杠杆吗？
（出示实验室杠杆装置。）
生：是杠杆
师：认识了杠杆，想不想使用一下？
生：想。
师：好，现在我们就来使用杠杆。
（教师板书：二、使用杠杆，并演示使用杠杆，在杠杆的左侧挂一钩码，右侧用一弹簧称在不同位置拉动杠杆。）
师：你们发现我两次使用杠杆的过程中有哪些不同吗？
生：拉力的大小、位置不同。
师：为什么会出现这些不同呢？
（学生迷惑，不知如何回答。）
师：看来我们要使用杠杆，只知它是“一个能绕固定点转动的硬棒”是不够的，要解释上述现象，还需学习杠杆的更多知识。
（演示：使杠杆一端挂钩码，一端用弹簧称拉着，并使杠杆处于静止。）
师：现在杠杆处于什么运动状态？
生：静止
师：我们在物理上就把杠杆处于静止时的状态称为杠杆平衡。
（板书：1、杠杆平衡）
师：现在我再次使用杠杆，请同学们仔细观察。
（演示弹簧称在不同位置时拉动杠杆的情况，再演示在同一位置用不同方向的拉力拉动杠杆的情况。）
师：两次拉动杠杆时，杠杆处于平衡吗？
生：杠杆处于平衡。
师：每次的实验中有哪些不同现象发生？
生：拉力的大小、拉力的方向、拉力的作用点。
（师板书学生回答内容。）
师：看来影响杠杆平衡的因素与拉力的大小、方向、作用点有关，为研究杠杆平衡时它们的关系，我们再来认识一下杠杆。
师：（１）演示圆盘中通过改变钩码的位置，保持力的大小、方向不变，改变作用点时（保持力臂不变），观察杠杆是否平衡
（２）演示改变力的方向，保持力的大小、作用点不变，观察杠杆是否平衡
师：从以上两个实验可得出什么结论？
生：杠杆是否平衡与力的作用点、方向无直接关系
师：（师带头鼓掌）老师鼓掌的原因有两个：一是这位同学很善于动脑筋，二是回答得非常精彩。请同学们看图，力的方向实际上也就是力的作用线与杠杆的夹角θ，你们看，能把力的方向θ和力的作用点OA两个因素合成一个因素来研究吗？
（学生表现得有点迷惑）
师：你看我作一条辅助线，（过支点O向F1的作用线作垂线，交于点O），现在构成了一个RTΔOAC，角θ和OA、OC能否建立起联系呢？
生：能。Sinθ=OC/OA。
师：很好，上式也可写为OC=SinθOA，这样OC的变化就可代替OA、θ角的变化，我们在物理上把OC称为杠杆的力臂，谁能说一下力臂是怎样作的？
（生重述力臂的作法。）
师：刚才我们所作的是支点到力的动力作用线的距离，在物理上称为动力臂，那支点到阻力作用线的距离称为什么？
生：阻力臂。
（引导生作出阻力臂，并强调力的作用线是可延长或反向延长的，师简要板书动力臂、阻力臂的概念。）
师：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂被称为杠杆的五要素。
（教师用大括号把支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂括起来，并板书2、杠杆五要素）
师：现在，请同学们把生活中常见杠杆的五要素描述出来。
（师投出生活中常见杠杆实物图，学生练习杠杆五要素的画法，教师评析并矫正学生的不当做法。）
力臂的引入合情合理，学生很容易地认识到了力臂引入的必要性，学生学会了简化处理问题的方法
３、探究杠杆
投影一幅漫画：大力士与小男孩比赛推门。
师：经过一段时间的学习，同学们是不是有点累了？现在大家放松一下，看一幅漫画，请你充当裁判，看看谁将获胜？
（学生脸上洋溢着喜悦之情。）
生：小男孩
师：现在我是一名记者，来采访一下你们：你充当他们两人的裁判有什么迷惑的地方？
生：为什么大力士推不过一个小男孩？
师：你认为是什么原因呢？是不是小男孩有特异功能？请同位间交流一下。
（学生积极讨论，热情高涨。）
师：谁来说一下你们讨论的结果是什么？
生一：大力士和小男孩作用在门上的作用点不同，导致了大力士的失败。
生二：他们作用在门上的力的大小和方向不同，也是造成小男孩获胜的原因。
生三：门可以看成是一个杠杆，他们两人作用在杠杆上的力和力臂不相同，这是造成小男孩获胜的原因。
学生参入到漫画所创设的情景中，激起学习的热情。
师：你能上来画出门的示意图并标出杠杆五要素吗？
（学生三上黑板画出杠杆示意图。）
师：从杠杆示意图和小男孩获胜的结果中，你能得到什么启示？
生：力臂越长，所用的力可能越小，力臂越短，所用的力可能越大。
师：由此看来，动力、动力臂、阻力、阻力臂存在着某一关系时，杠杆才会平衡。请同学们课后自己探究。
师：本堂课已接近尾声，到了我们谈收获的时侯了。通过本节课的学习，你在知识和方法上有哪些收获？还有哪些疑惑的地方没有解决？说出来我们互相交流一下。
生一：我知道了杠杆的定义、杠杆的五要素、杠杆平衡的条件。
生三：我懂得了用实验验证猜想的科学研究问题的方法，以及如何来描述几个量之间的关系。
生四：我有一个迷惑的地方：在实验时为什么要用这装置？使用别的杠杆不行吗？
师：同学们怎样看待这个问题呢？你们先小组间交流一下。
（小组间进行积极交流。）
生一：因为这一装置简单，并且可以直接挂钩码，通过钩码的重力来表示作用力。
生二：因为这一装置可以方便读取数据，例如可以直接读出力臂的长度。不过，也可以用其它的杠杆来做此实验，例如，我们可以把杠杆的支点放在一端，另一端用弹簧称向上拉，钩码可以挂在杠杆的不同位置上。
师：（面向其他同学）你们说可以吗？
生：可以（有部分生说不可以）。
师：可以用此装置进行实验探究，不过，向下的阻力还应包含杠杆的重力。
（听到这里，一生马上举手，想必是有疑问。）
生：我们做实验时的那个杠杆的重力为什么没算进去？
师：你提的问题很好，你所说的那个杠杆的支点在它的中点上，杠杆左右两端的重力及其力臂都相等，所以不影响杠杆平衡，也可以这样理解：整个杠杆的重心在它的中点上，而支点也在中点上，其重力的力臂为零，杠杆的重力与力臂的乘积也为零，因此不会影响杠杆平衡。
师：同学们还有疑问吗？
生：（响亮地、自信地回答）没有了！
师：这节课我们师生齐心协力地合作，顺利地完成了关于杠杆的学习任务，老师真诚地希望同学们有一双善于发现的眼睛，去发现生活中的物理，去发现物理中蕴含的乐趣，不断追求，不断探索，努力攀登科学高峰！