沪粤版初中物理八年级下册 6.5 探究杠杆平衡条件 教案

探究杠杆平衡条件
【教学目标】
科学概念：
1、杠杆有三个点：用力点、支点和阻力点。
2、用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时省力；
用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离时不省力也不费力；
用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离时费力。
3、杠杆原理在生活中广泛使用，给人们的生活带来更多省力和方便。
过程与方法：
1、科学小游戏：提供一根金属撬棍和金属支点，由学生上台分别用食指按压撬棍两端，激发全体学生的探究热情。
2、学生用自己的文具摆一摆杠杆，揭示杠杆的三个基本点，引出杠杆尺的研究。
3、杠杆尺的探究实验：教师说明和演示杠杆尺的实验探究方法，学生进行杠杆尺实验探究并填写实验记录，最后进行杠杆尺实验的数据分析得出杠杆原理。
4、换位实验：数字化撬棍原理器的实验探究，分析数据，进一步理清杠杆原理。
5、找一找生活中杠杆类工具的杠杆原理。包括：井水抽水机、羊角榔头拔钉子。
情感态度价值观：
1、体会有效体验，认真实验，获取证据，用证据来检验推测的重要性。
2、体验科学探究的乐趣，在科学学习中尊重他人意见，敢于提出不同见解，乐于合作与交流。
3、体会科技提升生活质量，热爱科技创新的科学意识。
【教学重难点】
教学重点：通过实验，体会和理解杠杆原理，找出生活中的杠杆原理。
教学难点：用实验探究的方法理解杠杆原理。
【教学准备】
△
学生实验：
1、游戏实验材料：一根金属棒、一个金属支点。
2、学生分组实验材料：每组准备杠杆尺（机械实验盒）、两盒砝码。
3、学生实验材料：数字化撬棍原理器（教师自制教具）
△
教师演示实验：井水抽水机视频演示和照片（多媒体），羊角榔头拔钉子（实验演示）。
【教学过程】
一、游戏激趣导入：
1、教师：“同学们，今天老师在讲台上放了两件物品，它们是一根金属棒和一个金属块，我们要进行一次课堂游戏。游戏规则是这样的：由老师将金属棒放到金属块上，然后请一位男生和一位女生各自上台用食指用力按金属棒两端，看谁能获胜？”
2、学生上台操作，结果男生以失败告终。
3、教师：“感谢两位同学的上台，但是奇怪的是男生会失败，不过今天我们的目的不是为了获得输赢，我们要探究的是为什么会产生这样的结果？”
学生会说出铁棒两端长度不一样，是铁棒和金属块在作怪，老师顺势导出：像铁棒这样的物品在科学的殿堂里叫做杠杆，今天我们就要来探究杠杆的科学。（教师板书：杠杆的科学）
4、老师板书板画，和学生一起探讨杠杆的三个基本点。
二、学生摆一摆杠杆，引出杠杆尺的研究。
1、教师：“同学们，通过刚才的学习我们已经知道了杠杆的基本结构，如果老师要求你们用最简易的方法摆一个杠杆你们能够做到吗？大家试一试！”学生用文具摆出各种杠杆。
2、教师：“今天我们如果要通过实验来探究，大家有没有好的实验方法？”学生会说出一些方法后，教师利用课件导出杠杆尺的研究。
三、杠杆尺的实验探究：
1、教师说明和演示杠杆尺的实验探究方法。教师导出今天我们将用杠杆尺来研究杠杆的原理，介绍学生小组中的杠杆尺的基本结构。确定杠杆尺的中间关节为支点，左端为阻力点挂点，右端为用力点挂点。左侧挂点分别是左1、左2、左3、左4，右侧挂点分别是右1、右2、右3、右4。
实验方法：在杠杆尺的左右两端各选择一个挂点，分别挂上不同多少的砝码，最后达到杠杆尺的平衡，看哪一组最先完成6种平衡效果？实验数据及时记录到实验表格中后，小组合作整理你们的发现，看哪一组发现最多？注意1：每组组长上台登记一种平衡效果，不能重复！注意2：钩码数相同的只能填写一种。
2、学生进行杠杆尺实验探究，小组合作填写实验记录，教师进行分组指导。
杠杆尺探究实验记录表
左边（阻力点）情况
右边（用力点）情况
钩码数（个）
阻力点到支点
的距离（格）
钩码数（个）
用力点到支点
的距离（格）
（
）个
左（
）格
（
）个
右（
）格
（
）个
左（
）格
（
）个
右（
）格
（
）个
左（
）格
（
）个
右（
）格
（
）个
左（
）格
（
）个
右（
）格
（
）个
左（
）格
（
）个
右（
）格
（
）个
左（
）格
（
）个
右（
）格
我们的发现1：
用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时
力；
用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离时
力；
用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离时
力。
我们的发现2：
我们的发现3：
3、进行杠杆尺实验的数据分析得出杠杆原理。
学生实验结束后，师生一起分析实验记录表。教师将实验表格复制成两份，然后师生进行逐份分析。主要过程包括数据分类和逐类分析，分析得出实验结论。同时结合学生的实验汇报进行相应分析。
四、换位实验：
1、教师引导：同学们，刚才通过对杠杆尺的探究，我们发现了杠杆原理。但是实验有很多方法，方法多了就更加有利于我们去发现更多原理，今天老师带来了理解杠杆原理更加直接的实验教具——数字化撬棍原理器。
2、教师简要介绍教具的设计原理。
3、在学生杠杆尺实验的同时，请个别小组进行数字化撬棍原理器的实验。4、老师个别指导小组人员进行数据的收集，并由学生及时记录数字化撬棍原理器实验数据记录单。5、交流实验成果，完成数据分析，得出实验结果，进一步明晰杠杆原理的理解。
五、找一找生活中杠杆类工具的杠杆原理。包括：井水抽水机、羊角榔头拔钉子。
1、探究井水抽水机：用多媒体放井水抽水机的操作视频，同时提出要求学生找一找井水抽水机工作原理，同时教师用简笔画画在黑板上。
观看后，教师由学生上台找一找井水抽水机的三个杠杆基本点。
接着老师又接着提问：“如果要你去抽水，你的手握在手柄哪一部位最省力？为什么？”
2、探究羊角榔头拔钉子：教师出示一段木料，然后老师用榔头将铁钉钉到木料上。接着老师提问：“谁能用手将铁钉拔出？”同学们纷纷表示不能。
老师又问：“那老师给你一个工具——羊角榔头，你能将铁钉拔出来吧？”此时，如果学生能就由学生亲自拔，如果学生不能就有老师进行现场演示。
接着，再次提问：“羊角榔头拔铁钉是根据什么原理实现的？同学们不妨讨论一下！”
学生讨论的同时，教师用简笔画将榔头拔铁钉画到黑板上，再有学生上台找一找三个杠杆基本点，并将杠杆部分用彩色笔勾勒。
问：从抽水机、羊角榔头的杠杆原理来看，你发现杠杆不一定要直的，也可以是弯的。
六、拓展延伸：
趣味思考：在两千多年前的古希腊，又一位科学家叫阿基米德，他是一位大科学家。他对杠杆原理有很深的研究，他曾经向国王夸口说：“只要宇宙中给我一个支点，我能用一根长长的棍子把地球撬起来。”你们觉利用杠杆原理是否能够实现？现实又真的能实现吗？