生活中的杠杆[上学期]

生活中的杠杆
衢江区实验中学 李斌
1、 教学任务分析：
本节内容是前面力学内容的延续，也是学习滑轮和滑轮组等知识的基础，是力学中的重要部分。在本节教学中，首先让学生中生活中的杠杆现象入手，从使用各种日常中杠杆类工具开始，进而体会分析，认识什么是杠杆，抓住杠杆的本质特征，培养学生的分析现象、主动获取知识的能力。当然力臂概念相当抽象是本节课的难点，也是学习杠杆平衡条件的基础，因此在这里安排学生探究活动，以突破这一难点，为以后学习打下基础。
2、 学生情况分析：
九年级学生正处于青少年期，心理不稳定；同时可塑性强，半幼稚半成熟、既具有独立性又有依赖性。基于以上心理特点他们学习科学更关注现象的外部特征，很难自发地发现规律、提示本质获取知识。对于杠杆学生们有很多的感性认识，但这些认识可能是肤浅片面，甚至是错误的。因此在教学中教师一方面鼓励学生积极去观察、讨论、猜想、探究，另一方面要善于引导学生从中归纳杠杆的特征。
3、 教学目标分析：
1、知识目标：认识杠杆，能从常见的工具装置中辨认杠杆，找出支点、动力、阻力；根据给定杠杆画出杠杆的力臂。
2、能力目标：培养学生观察分析能力，实验探究能力及学生之间合作学习的能力。
3、情感目标：培养学生探究科学的兴趣，严谨的科学态度。
教学重点：认识杠杆
教学难点：力臂
4、 教学设计说明：
从生活中的学生熟悉的杠杆工具的使用入手，通过学生主动观察、分析、猜想、探究，从而主动得出杠杆的概念，提供学生进行“主动、富于个性的学习”。整个教学设计体现“从生活走向科学”的基本理念，各种教学素材的选择尽量贴近生活，让学生真实体验到生活中无处不在的科学知识，从而激发学生学习科学的兴趣，培养学生热爱生活、热爱科学的情感及探究科学的精神。
5、 教学过程安排：
（一）、用一用、认识杠杆
活动安排：
1、 教师请学生以小组的形式观察自己带来的器具并`使用（如：撬棒、剪刀、起瓶器、核桃夹等）；并归纳这些器具在构造和使用中过程中的有哪些共同之处记录在活动单上。
学生可能提出的问题和发现如下：（摘选）
同共之处
1、它们都是用铁做的
2、使用时都要人给它一个力
3、使用时可绕一个点转动
4、……
2、各小组汇报交流
3、教师根据学生的汇报、交流情况，进一步引导得出杠杆的概念及支点、动力、阻力。
一根硬棒在力的作用下如果能绕一个固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
支点：杠杆绕着着转动的固定点。（O）
动力：使杠杆转动的力（F1）
阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）
4、让学生找出前面所观察的各种器具中杠杆的支点、动力阻力的作用点和方向。（在学生回答的同时采用多媒体演示，以便更直观、具体。）
（二）找一找、生活中的杠杆
1、 找一找、赛一赛。以小组为单位，让学生从生活寻找杠杆的例子，并画出其示意图或说明其支点、动力阻力的作用点和方向，找出最多组获胜。
2、 寻找人体中的杠杆，并指出支点及动力、阻力作用位置。
（三）、猜一猜，杠杆能否转动跟哪些因素有关？
1、 实验中提出问题。（请一位同学先用虎头钳剪断一根细铁丝、再去剪一根很粗的铁丝，结果没剪断，由此提出问题：“杠杆能否转动跟哪些因素有关？
2、 学生可能的猜想：阻力大小、动力大小、力的方向、力的作用点……
（探究实验说明：①对于动力和阻力大小对杠杆转动的影响，学生比较容易接受，只需教师稍作分析即可，但对力的方向和作用点探究作为重点，②为了便于探究实验的开展，可将虎头钳看成一根直杠杆，直杠杆中部固定，以左端所加钩码代表阻力，用弹簧秤在右端施加拉力代表动力，两者形状上虽不同，但本质上是相同的，这一点必需向学生说明清楚。）
3、 实验方案设计：
A组：控制阻力及动力作用点不变，研究杠杆转动跟动力的方向是否有关？
B组：控制阻力及动力的方向不变（与杆垂直），研究杠杆转动跟动力的作用点是否有关？
组别 变量控制情况 所需力的大小（牛）
A组 动力方向与杆垂直 F1
动力方向不与杆垂直 F1、
B组 动力作用点远离支点 F1
动力作用点靠近支点 F1、
（要求学生把A、B两组实验的示意图画在记录单上）
4、 实验及记录
5、 分析实验数据，引导归纳结论。
A组结论：在阻力相同情况下，杠杆能否转动跟力的方向有关。
B组结论：力的方向相同时，杠杆能否转动跟力的力的作用点有关，（作用点离支点越远，所需的力越小。）
教师小结：这样小结杠杆的工作特点很麻烦，能否更简洁一些呢？让我们继续来研究一下刚才的实验。分别用直尺在A两图中画出并量出从支点到动力作用线的垂直距离。让学生分别比较l1、l1、及F1、F1、的大小，可得到什么？
l1＞l1、　　　F1＜F1、
教师同样引导学生模仿刚才的情况画图并分析比较力和力臂的大小关系。也得出了以上的结论。综合上述实验最终可得：杠杆能否转动，不仅跟力的大小有关，还和支点到力的作用线的垂直距离有关，这个距离就叫力臂。
动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。
阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。
教师小结：我们把支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂称为杠杆的五要素，在杠杆工作过程中我们要会正确地表示它们。
6、 练习画力臂
（1） 利用多媒体显示切橡胶的铡刀和撬棒撬石头，让学生画出工作时的力臂。实物投影学生所画图，让学生自己交流各自优缺点，以规范画法。
（2） 及时练习巩固
（四）、自主小结
1、 让学生自己小结本堂课中的收获。
2、 教师利用多媒体图片进一步拓展介绍杠杆的历史及在古代和现代社会使用情况（视频动画桔槔）。
3、 让学生提出跟这堂课中有关但又有待解决的问题。
（五）、课后巩固
1、 请同学们在课后继续收集平时生产、生活中使用杠杆的实例，并画出示意图标出杠杆的五要素。
2、 “给我一个支点，我能撬起整个地球”这是古希腊科学家阿基米德的一句名言。请根据我们这堂课的的学习，谈谈对这句话的理解。
六、点评
利用生活中的杠杆（起瓶器、剪刀等）创设情境，引出新课，通过使用这些器具由学生自行归纳出“杠杆”的概念，进而通过探究“影响杠杆能否转动的因素”引出杠杆力臂。教师没有静态地传授知识，解疑答难，而是创设真实情境，提供观察、实验、探究，思考讨论的机会，整个课堂学生积极参与，师生互动，一气呵成。一些结论性的知识也就自然在学生的活动中被发现并归纳出来。这样的教学设计过程充分体现了学生在课堂中的主体地位。
附学生课堂活动单：
活动一：用一用，找共性
仔细观察自己带来的器具并模拟使用（如：撬棒、剪刀、起瓶器、核桃夹等）；归纳这些器具在构造和使用中过程中的有哪些共同之处并记录。
1
2
3
4
5
我们的发现：
活动二：找一找，生活中的杠杆
我们找到的杠杆有：
序号 名称 示意图或支点位置及动力阻力作用情况
1
2
3
4
活动三、猜一猜，影响杠杆能否转动的因素
1、 我们猜想影响因素有：_____________________________________________。
2、 验方案设计：
A组：控制___________________不变，研究杠杆转动跟________是否有关？
B组：控制_________________不变（与杆垂直），研究杠杆转动跟____是否有关？
3、 实验数据记录：
组别 变量控制情况 所需力的大小（牛）
A组 F1
F1、
B组 F1
F1、
A组实验示意图： B组实验示意图：
4、 实验结论
由A组实验可得：_______________________________________
由B组实验可得：_______________________________________
综合以上结论可得：__________________________________________
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