教學目標
1、知識與技能
(1)能通過觀察生活和生產勞動中的各種杠桿,提取其共同特征,來認識杠桿。
(2)能在杠桿上確認支點、動力、動力臂、阻力、阻力臂。
(3)能根據一定標準對杠桿使用、特點以及作用效果等進行分類。
(4)能知道杠桿的一些應用。
2、過程與方法
(1)通過觀察和實驗,了解杠桿的結構。
(2)通過參與科學探究活動,能對杠桿的平衡進行猜想與假設,并設計出實驗方案,對獲得的信息進行處理,得出杠桿平衡的條件。
3、情感、態度與價值觀
培養學生探索杠桿在日常生活中應用的興趣以及關注歷史、關注科學的意識。
教學重點內容
杠桿概念的建立過程、杠桿平衡條件的探究及認識過程、杠桿概念和杠桿平衡條件的應用過程。
教學準備
1、實驗器材準備
鐵架臺、光滑圓軸、帶刻度的杠桿、鉤碼一盒、彈簧稱、鉛球、自制杠桿(能夠讓一質量為50克的鉤碼吊起一鉛球)
2、課件準備
古代埃及金字塔圖(導入新課用)、猜測古代埃及人民建造金字塔的圖、日常生活中的杠桿圖、“大力士推小男孩”的漫畫(供學生提出探究問題)、影片(一段日常生活中的杠桿應用錄像)
課堂實錄及反思
一、創設情景,導入新課
(投出一幅金字塔圖。)
師:同學們,請看大屏幕,這是一幅什么圖?
生:古代埃及的金字塔。
師:作為世界七大奇跡之一的金字塔,它的建造多年來一直是個謎,其中,最主要的謎團是:古代埃及人民在沒有現代工具的條件下,如何來搬運重達200多噸的石塊呢?
(投出課本古代埃及人民搬運石塊圖。)
師:現在,人們利用物理知識對它的建造進行了科學的猜測:聰明的古代埃及人民就是利用如圖所示的裝置,把巨大的石塊一步步地搬運到金字塔頂部的。以上只是人們的猜想,要解決問題光*猜想行不行?
生:不行。
師:那好,我們一起來模擬一下那段歷史,通過實驗來驗證一下,怎么樣?
生:好(興高采烈地)。
(師出示自制教具:一省力杠桿、鉛球、50克重的鉤碼)
師:讓鉛球代表巨大的石塊,讓小小的鉤碼的拉力代表人的拉力,讓這一裝置代表如圖所示裝置,現在,就讓這一小小的鉤碼把沉重的鉛球吊起,相信嗎?
生:相信(但也有個別學生微微搖頭表示不信)。
師:好,咱們就讓實驗現象來證明吧,誰上來操作一下?
(一生上講臺演示,鉤碼把鉛球吊起,當學生吊起鉛球時,教師指著這一裝置問其他同學。)
師:誰知道我們在物理上如何來稱呼這類裝置?
生:杠桿。
師:從這節課開始我們就來學習杠桿。
(板書課題:12、4杠桿)
[從學生熟悉的金字塔入手,并通過自制教具的模擬實驗,成功地創設了情景,既激起學生濃厚的學習興趣,又調動學生學習積極性,并激發起學生對古代文明的自豪感,滲透了情感教育。]
二、探究新知
一、認識杠桿
師:日常生活中你見過或者使用過哪些杠桿?同位間或前后位間互相交流一下。
(學生很積極地進行交流)
師:誰起來說一下?
生一:桿稱、蹺蹺板
生二:壓井杠、撬撬棒
(教師再補充幾個例子并板書出這幾種杠桿名稱。)
師:由此可見,杠桿在我們生活中處處可見,是我們生活上不可缺少的得力助手,現在,我們一起來認識一下杠桿。
(師板書:一、認識杠桿)
(投影出日常生活中常見的杠桿:桿稱、蹺蹺板、壓井杠、撬撬棒)
師:請同學們觀察一下這些常見杠桿,你能發現它們有哪些共同特征?同位間討論一下。
(學生觀察、思考,然后同位間討論并交流。)
師:誰來說一下?
生一:都有一個固定點。
生二:都可以轉動。
生三:杠桿都受到兩個力的作用。
生四:杠桿的桿的組成材料都很硬。
師:現在請同學們畫出所投實物的示意圖。
(學生畫示意圖,教師巡視,找出學生典型的畫法并投出。)
師:這幾位同學的示意圖基本一樣,唯獨蹺蹺板的畫法不一樣,我們可不可以把蹺蹺板的示意圖畫成一條直線?
生:可以。
師:現在,你認為杠桿還有別的共同特征嗎?
生:都有一根硬棒。
師:同學們回答的很好,你能不能根據杠桿的共同特征給它下個定義呢?
生一:能繞固定點轉動的硬棒叫杠桿。
生二:我認為應該是“在力的作用下,能繞固定點轉動的硬棒叫杠桿。”
(教師評價學生的回答并簡要板書杠桿定義。)
[當學生在自主探究中遇到困難時,教師及時地進行點撥和引導,保證了學生探究的順利進行。]
二、使用杠桿
師:通過剛才的學習我們知道杠桿實際就是一個能繞固定點轉動的硬棒。你看,這個裝置是杠桿嗎?
(出示實驗室杠桿裝置。)
生:是杠桿
師:認識了杠桿,想不想使用一下?
生:想。
師:好,現在我們就來使用杠桿。
(教師板書:二、使用杠桿,并演示使用杠桿,在杠桿的左側掛一鉤碼,右側用一彈簧稱在不同位置拉動杠桿。)
師:你們發現我兩次使用杠桿的過程中有哪些不同嗎?
生:拉力的大小、位置不同。
師:為什么會出現這些不同呢?
(學生迷惑,不知如何回答。)
師:看來我們要使用杠桿,只知它是“一個能繞固定點轉動的硬棒”是不夠的,要解釋上述現象,還需學習杠桿的更多知識。
(演示:使杠桿一端掛鉤碼,一端用彈簧稱拉著,并使杠桿處于靜止。)
師:現在杠桿處于什么運動狀態?
生:靜止
師:我們在物理上就把杠桿處于靜止時的狀態稱為杠桿平衡。
(板書:1、杠桿平衡)
師:現在我再次使用杠桿,請同學們仔細觀察。
(演示彈簧稱在不同位置時拉動杠桿的情況,再演示在同一位置用不同方向的拉力拉動杠桿的情況。)
師:兩次拉動杠桿時,杠桿處于平衡嗎?
生:杠桿處于平衡。
師:每次的實驗中有哪些不同現象發生?
生:拉力的大小、拉力的方向、拉力的作用點。
(師板書學生回答內容。)
師:看來影響杠桿平衡的因素與拉力的大小、方向、作用點有關,為研究杠桿平衡時它們的關系,我們再來認識一下杠桿。
(投影撬棒撬石頭的例子。)
師:現在,我們以撬棒為例,在撬棒上描述出影響杠桿平衡的因素。
(師板書出撬棒撬石頭的示意圖。)
師:所有的杠桿都有一個固定的支點,我們在物理上就把這一固定點稱為“支點”,用“O”來表示。哪位同學能上來畫出影響杠桿平衡的因素?
(學生上黑板作出了影響杠桿平衡的因素。)
師:為區別F1和F2的不同,誰能給這兩個力起個名字,并說出原因?
生:把F1稱為動力,因為它能使杠桿轉動,是主動的;把F2稱為阻力,因為它阻礙杠桿轉動,是被動的。
師板書動力、阻力
師:(師帶頭鼓掌)老師鼓掌的原因有兩個:一是這位同學很善于動腦筋,二是回答得非常精彩。請同學們看圖,力的方向實際上也就是力的作用線與杠桿的夾角θ,你們看,能把力的方向θ和力的作用點OA兩個因素合成一個因素來研究嗎?
(學生表現得有點迷惑)
師:你看我作一條輔助線,(過支點O向F1的作用線作垂線,交于點O),現在構成了一個RTΔOAC,角θ和OA、OC能否建立起聯系呢?
生:能。Sinθ=OC/OA。
師:很好,上式也可寫為OC=SinθOA,這樣OC的變化就可代替OA、θ角的變化,我們在物理上把OC稱為杠桿的力臂,誰能說一下力臂是怎樣作的?
(生重述力臂的作法。)
師:剛才我們所作的是支點到力的動力作用線的距離,在物理上稱為動力臂,那支點到阻力作用線的距離稱為什么?
生:阻力臂。
(引導生作出阻力臂,并強調力的作用線是可延長或反向延長的,師簡要板書動力臂、阻力臂的概念。)
師:支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂被稱為杠桿的五要素。
(教師用大括號把支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂括起來,并板書2、杠桿五要素)
師:現在,請同學們把生活中常見杠桿的五要素描述出來。
(師投出生活中常見杠桿實物圖,學生練習杠桿五要素的畫法,教師評析并矯正學生的不當做法。)
[力臂的引入合情合理,學生很容易地認識到了力臂引入的必要性,學生學會了簡化處理問題的方法]
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