杠杆及平衡条件教学设计.docx
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第1节 杠杆
第1课时 杠杆的初步认识及平衡条件
教学目标
1.知道什么是杠杆及杠杆的五要素,会画杠杆的力臂;
2.通过探究获得杠杆的平衡条件,培养学生分析问题和独立解决问题的能力;
3.培养学生乐于探究生活中物理知识的兴趣。
教学重点:杠杆力臂的画法。
教学难点: 实验探究获得杠杆的平衡条件。
教具准备: 筷子、镊子、指甲剪和多媒体课件。
教学课时: 1课时
教学设计
一、新课导入
教师展示筷子、镊子、指甲剪并播放动态图片:用剪刀剪树枝、压水等生活中常见的情景。然后引导学生观察,并提出问题:这些工具有什么共同特点?
学生观看,思考、讨论,回答:它们都是硬棒,这些硬棒在受力的时候,都能绕着一个固定的点转动。
教师鼓励学生的回答,并引出杠杆的概念。
板书:物理学中,把在力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆。
二、进行新课
知识点1 杠杆的认识
多媒体展示撬石头的图片、杠杆的五要素、杠杆力臂的作法,并进行讲解。
1.杠杆的五要素:(如下图)
杠杆的五要素:
支点O:杠杆绕着转动的固定点;
动力F1:使杠杆绕支点转动的力;
阻力F2:阻碍杠杆转动的力;
动力臂l1:从支点到动力作用线的距离;
阻力臂l2:从支点到阻力作用线的距离,
2.力臂的作法:
力臂是支点到力的作用线的距离,即支点到力的作用线的垂线段的长。作力臂的一般方法为:
1.找支点O;
2.找力的作用线;
3.从支点向力的作用线作垂线(一般用虚线);
4.贴标签(用花括号或两端带箭头的线段标出支点到垂足的距离,写上相应的符号l1或l2)。
多媒体展示例题
试着在图中,画出力F的力臂和重物对杆拉力的力臂。
解析:作力臂的步骤是:①找支点;②找力的作用线,即过力的作用点沿力的方向画一条直线(有的在图中已经标出力的方向);③过支点作力的作用线的垂线段;④标上并在其旁边写上l1或l2。
知识点2 杠杆的平衡
多媒体展示杠杆静止图片,并提问:杠杆是否平衡呢?
学生思考回答:平衡。
师:同学们回答正确,很棒!但到底满足什么规律呢?好,下面我们来探究杠杆的平衡满足什么条件。
教师引入杠杆平衡的概念:
板书:杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时,我们就说杠杆平衡了。
师:杠杆在平衡时,需要满足什么条件呢?
教师引导学生进行实验“探究杠杆的平衡条件”:
(1)小组讨论提出问题,作出猜想;
(2)讨论并设计合理的实验方案;
(3)进行实验,收集数据;
(4)对数据进行分析,得出结论;
(5)讨论实验中出现的问题。
设计表格
师:当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。在我们这个实验中第一步应该把杠杆在水平位置上调平,为什么这样做,请同学们思考一下,学生思考得出原因:
调平原因:为了保持杠杆初始处于平衡状态,测量力臂方便。我们可以通过调节平衡螺母使杠杆平衡。
师:那么在做实验的过程中能否再去调节杠杆的平衡呢?
生:不能。
师:为了统一标准,我们把支点右边的钩码当动力,支点左边的钩码当阻力。在这三次实验中同学们可任意的取三次值,让杠杆达到平衡。每四人一组,每组出一名同学负责随时记录数据。好,现在请同学们参照教材P77页的实验步骤开始做实验。
师:同学们能否找出一个规律来?
生:动力×动力臂=阻力×阻力臂
师 对,这就是我们这一节课要研究的杠杆平衡条件。
板书:杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
用字母表示,这个公式可以写成:F1 l1=F2 l2
教师总结:这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理,这个关系式也可以写成下面的形式:F1/F2=l2/l1。
三、课堂练习
通过这节课的学习,我们共同学习了杠杆的相关知识,接下来我们进入到学以致用环节,多媒体展示例题,学生练习。
四、课堂小结
师总结 :这节课我们都学习了什么?对,我们知道了杠杆的定义、五要素以及力臂的画法,最重要的是我们探究了杠杆的平衡条件,还能够根据杠杆的平衡条件进行分析、判断和简单计算,解决实际生产、生活中的一些问题。
五、作业布置
1.课后习题2、4。
2.完成本课时对应练习。
六、板书设计
教学反思
杠杆这节有一个重点也是难点:找支点和作力臂,这里既牵扯到数学中点到直线的距离,又涉及到物理中力的作用点和力的示意图,学生感到非常困难。突破重难点的方法,通过实例演示,引导学生分析。画力臂并比较力臂大小是下一课时杠杆分类的基础,一定要让学生多练习。
在杠杆的平衡条件的探究实验中,引导学生猜想杠杆的平衡条件可能与力臂的大小和力的大小有关,这样学生不至于盲目猜想,既调动了学生的积极性、主动性,同时使学生合理的科学猜想。
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