5.2 探究---杠杆的平衡条件(教案)
一、教材分析:
这节课从探究杠杆平衡入手,让学生对杠杆的认识从感性走向理性。教学中,在注重梳理动力、动力臂和阻力、阻力臂关系的同时,还应初步让学生认识到由此引起的距离问题、速度问题,这对学生完整认识杠杆、理性思考机械,乃至将来对“功”的学习都非常重要。
基于以上考虑,本节重点将落在探究杠杆平衡条件和对平衡条件的理解与应用上。轮轴作为向滑轮的过渡,放在下一节课讲授。
二、学生情况分析:
部分学生在上一节课中,力臂的概念理解不透彻,容易将杆长和力臂混淆。教师必须从作业反馈中及时发现问题,通过自制教具协助学生在课下理解。为新课程的学习做好准备。
学生思维障碍在于难以设计严谨的探究实验. 教师针对探究实验, 设计好探究指导卡,降低学生的思维强度。
三、教学目标:
知识与技能:理解杠杆平衡条件,分清杠杆种类,能够利用平衡条件分析实例。
过程与方法:让学生经历探究过程,培养初步探究的能力,培养学生分析概括,收集和处理 数据的能力. 情感态度价值观:学生能从学习中体验物理知识带来的乐趣和领略到科学的魅力。
四、重点与难点:
重点:
杠杆平衡条件和利用平衡条件分析实例。
难点:1.探究实验的设计.
2.对数据的正确、深入的分析. 五、资源的准备:
北师大版本课改实验教材、A组 50g 钩码 15 只、其他小组 50g 钩码各 8 只,每组均有量程 5N 的弹簧测力计 1 只、轻质棉线、小剪、杠杆。
教师教具有:起子、钳子、剪刀、核桃夹和自制教具。
六、板书设计:
教学设计
一、引入 新知
二、新知 学习
(一)
探究杠 杆的平 衡条件
1.放映一段“投石器”的视频:小汽车被高高抛起。
2.问学生:你说投石器是省力杠杆还是费力杠杆? 3.和学生争论,引出探究话题。
(一)探究杠杆的平衡条件: 简化问题,渗透学科思想。
1.教师明确提出问题:
杠杆平衡时,若阻力因素不变(即阻力大小不变、阻力臂长度不变),动力臂越长,动力就越小吗? 2.学生形成假设 3.设计实验 (1)引导学生明确探究实验中的自变量、因变量和控制变量。
(2)引导学生从力臂的定义去思考:如何利用杠杆上的刻度表达力臂? (3)动力和阻力在竖直方向,杠杆在水平位置,保持杠杆平衡,让学生分析:有几种保持平衡的方案?哪些方案便于对力的测量?如何测量? (4)学生讨论后,形成两1 观看视频。
2.思考老师问题。
3.就老师问题表达自己观点。
1. 思考老师提的问题,形成自己的猜想和假设。
2. 思考并讨论:自变量是谁?如何改变?如何测量?
3. 思考并讨论:因变量是谁?如何测量?
4. 思考并讨论:控制什么?
1.通过视觉震撼,自然激发学生学习兴趣 2. 针对视频中抛石机是否省力的问题,引出探究话题。
1.这样设计探究问题的意图是:贴近学生经验认识,针对性强,能够有效降低学生设计探究实验的思维强度。
2.培养学生严谨的探究态度,树立遵守探究规则的意识。
3.课前一定要解决学生对力臂概念的理解不足的问题,这样测量力臂的思想才能让学生有深刻领悟。
4.给学生棉线,目的在于让学生以线结环,用弹簧测力计实现多次测量。
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
探究杠杆的平衡条件
种方案:
支点在中间 支点在同侧 表扬其他有创意的方案。
4.组织学生实验,实验过程中,教师要关注学生操作细节(调平、竖直、读数等)。教师巡视时,应当选取完成较早,阻力取值不同的小组数据,输入备用。
5.引导学生初步分析数据,从自己的数据中得到,阻力和阻力臂不变时,动力臂越长,动力就越小。
6.引导学生进一步分析自己的数据:既然阻力和阻力臂不变时,动力臂越长,动力就越小,那么动力与动力臂是否有反比关系?(学生不理解时,可换问法:动力与动力臂的乘积变吗?)
进一步分析是否具有F 1 l 1 =F 2 l 2
的关系 7.再次引导学生整合六组阻力取值不同的小组数据,综合分析归纳,证明杠杆平衡条件的普遍性。
8、组织学生套用 F 1 l 1 =F 2 l 2再次检验杠杆平衡条件是否成立。每组两次即可,大家综合证明。
9.演示拉力不在竖直方向时, F 1 l 1 =F 2 l 2
依然成立,补充探究过程,使其完整。
5. 和大家一起讨论,形成探究方案。
6. 进行实验,收集数据。
7. 分析得到初步结论 :
阻力、阻力臂不变时,动力臂越长,动力就越小。
8. 将自己和其他同学的数据资源共享,进一步得出:F 1 l 1 =F 2 l 2
9. 对结论再次检验,讨论检验结果,结5.支点在中间时,不易实现六次测量,可只让一组做,留一个交流讨论的话题。
6.学生还会形成其他良好的方案,可根据器材准备情况取舍,但予以表扬和鼓励,增进师生情感交流。
7.层进式的分析数据,可以让学生思路更清晰,数理能力弱的学生容易跟上。
8.巡视时及时指导,及时提取数据,可以节省录入时间。
9.数据的采集应该选取阻力情况不同的数据,有便于综合分析时体现出多样性的特征。
10. 学生套用 F 1 l 1 =F 2 l 2 再次检验杠杆平衡条件是否成立,实际也是对F 1 l 1 =F 2 l 2 熟悉过程。
11. 教师补充:拉力不
(二)
杠杆的应用
1. 告诉学生:杠杆,帮助人们实现了三个追求。
2. 省力杠杆 动力臂>阻力臂 让人们实现了对力的追求,即以小力搏大力,以弱克强。
(1)让学生分析并说明,有关省力杠杆的图片和实例。
(2)让学生亲身体验:用没有手柄的羊角锤和有手柄的羊角锤去拔钉入木板同深度的钉子,对比感受施力的不同。
3.费力杠杆 动力臂<阻力臂 结构上讲是费了力,但恰恰是费力,成就了人们以短距换长距, 以低速换高速的梦想!
(1)再谈投石器,通过模型,让学生认识到,费力的杠杆,必然会在阻力端产生较大的距离,时间相等,也会获得更大的速度。
合老师演示形成对杠杆平衡条件的认识:
F 1 l 1 =F 2 l 2 1.学生分析:当动力臂>阻力臂时,动力<阻力,使用杠杆省力。
2.学生分析图片和实例
3.学生体验
4. 学生分析:当动力臂<阻力臂时,动力>阻力,使用杠杆费力。
在竖直方向时,F 1 l 1 =F 2 l 2 依然成立,使探究过程更加完整。
1.讲解杠杆的应用,选择从人的追求角度去讲,符合人类制造工具的普遍逻辑顺序。
2.实例的观察和分析说明,主要培养学生的观察能力和理论联系实际的能力。
3.学生对杠杆使用的亲身体验,可以加强其感性认识。
4.费力杠杆的讲解,主要培养学生辨证分
三.科技与历史文化
四.小结
五.检测
辅教工具
(2)引导学生分析:钓鱼竿在使用时有什么优势? (3)展示正在工作的挖掘机图片。
4.等臂杠杆 动力臂=阻力臂 简介天平,引申到司法领域的蕴意。
1.并列展示古埃及建筑工程中和中国古代农业中杠杆的应用。
2.展望科技前言,介绍机械臂。
让学生自己从杠杆平衡条件入手,总结一下三类杠杆的结构特征和工作特点,形成从感性到理性的认识。
观察下面工具的结构特点,猜测它们的用途,分析他们功能与结构之间的联系。
5.观察图片
6.观察老师辅教教具所演示的距离关系,初步了解:使用费力的杠杆,可以用短距离换取长距。
7 推理得到: 使用费力的杠杆,可以获得更快的速度。
8.分析费力杠杆事例
9 从另一角度理解天平
学生领略与感悟
小结本节内容
思考 析事物的意识,渗透尺有所短,寸有所长的哲学思想。
5.让学生认识到,使用费力杠杆还可以使操控更加灵活。
6.等臂杠杆的讲解方式,可以使物理概念得到拓展,更具有社会性,人口密度、额定载重都是很好的例子,能够从另一角度建立与其他学科的联系。
平常的教学,应该重视熏陶,逐渐会让学生对身边的事物多一份观察和思考。
培养学生的总结归纳能力,是对学习过程的再认识。
根据时间弹性处理,要求学生要有一定的生活经验,从中也能看到一些学生生活经验的匮乏,教师可以通过习题,激发学生对生活中物理现象观
察的兴趣。
课后带领学生做一个投石机模型,加深认识。
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