【教案】6.5-探究杠杆的平衡条件.doc

6.5 探究杠杆的平衡条件
教学目标：
●知识与技能
1、知道什么是杠杆，能根据实物画出杠杆示意图。
2、知道杠杆的平衡条件，会利用杠杆平衡条件解决一些简单的问题。
●过程与方法
通过实验探究杠杆的平衡条件，初步领会从具体到抽象的方法。
●情感、态度和价值观
通过了解杠杆在实际中的应用，体会到物理知识是有用的，培养学生对科学的兴趣。
教学重点：杠杆平衡条件，经历探究杠杆平衡条件的过程并运用它分析有关问题问题。
教学难点：力臂的概念和画法
课时安排：1课时
教学过程
一：引入新课
创设情景引入课题，展示生活中的各种杠杆的应用
二、新课教学
（一）探究跷跷板中的道理
1．提出问题
看图6-37问题：跷跷板为什么能上下转动？
跷跷板为什么能平衡？跷跷板受到哪些力的作用？
怎样才能使跷跷板保持水平平衡状态？ 
2．设计方案
　　[讲解]为了便于探究跷跷板怎样才能成水平状态，我们可采取转换法。用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人进行实验研究。
　　每2人一组实验，要求讨论如何设计这个实验。
设计如下：
    (1) 将杠杆挂在铁架台上，观察是否在水平位置平衡 ( 静止 ) ；若不是，可调节平衡螺母，使之水平平衡。
    此处可提问：为什么要使杠杆在水平位置平衡？若学生回答不出，可要求课后思考。

    (2) 在杠杆支点的左边挂一定量的钩码，在支点右边也挂上钩码，直至杠杆平衡为止。
    (3) 重复多做几次平衡实验，得到不同数据。
(4) 将数据记录下来，分析得出结论。
3.进行实验
    开始实验，完成探究任务。
    老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、解决问题。
　　完成实验后，任意选择五组，请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。
　　将五组中的实验数据任意各取一组填入表格中，讨论可得到什么结论 ( 杠杆平衡的条件 ) 。
　　教师可提出各种猜想，加减乘除关系都可。
　　可能有学生得到其他关系式，但不适合所有数据，因此它不是杠杆平衡条件。
 4.分析论证
[讲解]：杠杆中有几个重要的概念：杠杆绕着转动的点叫做支点，从支点到力作用线的距离L1和L2叫做力臂；动力的力臂叫动力臂；阻力的力臂叫阻力臂；杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做平衡。
对公式进行变形可以得到比例式，它的含义是：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。
5.拓展与练习
如图6-37中大人重750N，小女孩重250N，当大人离跷跷板的转轴0.5m时，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？
（二）生活中的杠杆
[引入]：阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”
[设疑]：阿基米德说这句话的根据是什么 ? 你认为这可能吗？
阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆。
　　要求学生观察书上图6－42：生活中的常见的杠杆。
　　教师出示羊角锤，分析使用时有一固定点。
　　要求学生分析其余杠杆的固定点。　　　
　　教师举杠杆撬球的例子分析五个概念。
　　画出杠杆撬球中的各种物理量。
　　支点是杠杆绕着转动的固定点，在分析支点时，我们可以假想杠杆发生转动，杠杆围绕哪一点转动，哪一点就是支点。力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起，沿力的方向所画的直线，从支点 O 向动力 F1 的作用线所画的垂线就是动力臂Ｌ1 ，从支点O 向阻力F2 的作用线所画的垂线就是阻力臂L2 了。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线。作力臂的步骤：（ 1 ）找准支点；（ 2 ）沿力的方向作出力的作用线；（ 3 ）从支点向力的作用线画垂线；（ 4 ）标出力臂。 
　　必须明确：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离，如图所示中，不能把 OA 和 OB 作为动力臂和阻力臂。
　　例题： 在黑板上画出各杠杆的示意图，画出它们的支点、动力和阻力。
　　如：铡刀、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。
　　由4名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂，巡回指导，最后进行讲评。
[讨论]：由杠杆的平衡条件，可以得到当力不等时，对应的力臂也不等。可将杠杆分为三类：省力杠杆，费力杠杆，等臂杠杆。它们与力臂的关系是怎样的？
三、课堂练习
1．画出下图中 F＇和 F＂的力臂，并比较杠杆平衡时 F'与 F＂的大小．

2．下图所示杠杆，OA 长20cm，AB 长60cm，现在 A 处挂一重200N的物体，若使 B 处的弹簧秤示数最小，弹簧秤的方向怎样？弹簧秤的示数是多少？

四、教学小结
认识杠杆，并介绍了杠杆的几个重要概念，学会分析生活中的杠杆。杠杆的平衡条件 F1L1 ＝ F2L2；，杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
五、作业安排

板书设计：
一、杠杆：1 、杠杆：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬杆，叫杠杆。
　　　　　2 、杠杆的5要素：  支点 ( O ) ：动力 ( F1 )     阻力 ( F2 ) ：
动力臂 ( L1 ) ：阻力臂 ( L2 ) ：
二、杠杆平衡条件
     1、杠杆平衡的条件：动力×动力臂 = 阻力×阻力臂（ F1L1 ＝ F2L2 ）
2、三种杠杆：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆

教学反思：
我在对本课进行教学设计时，力图突出两点:第一,从生活中的杠杆的共同特征引出杠杆的定义；第二，通过教师精心引导下的学生自主探究活动,发展学生对信息的记录、分析能力。
针对第一点,我注重突出“体验”。事先准备了一些教学用具，如扳手、剪刀、开瓶器，让学生上台来体验这些工具的用途，从中引导出它们的共同特征及杠杆的定义；学生对其感兴趣，且对杠杆有更深入的认识。接下来，课堂练习让学生对杠杆五要素有了更深刻的理解。
针对第二点,我先预设了实验探究杠杆平衡条件的实验设计。学生所得出的科学概念是在充分分析手中的信息后自行获得的，教师所起的作用就是先“扶”着学生进入有效的研讨思路，再“放手”让学生自行获取学习成果。在这个过程中，学生对信息的记录、分析能力获得了较好的发展。
本课充分利用了生活中的资源，让孩子们在自主探究中学习。我认为该课不足之处：学生实验时间过长，使得学生对这堂课所学的内容没有归纳小结；实验器材良莠不齐，会造成实验结果与结论不符。
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