内容正文:
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课题
第十二章 第1节 杠杆
1课时
授课教师
授课类型
新授课
教学目标
1.通过教师演示实验及实物展示,小组讨论归纳出杠杆的概念,明确杠杆五要素。
2.通过多媒体展示和教师讲授,掌握力臂的作图方法。
3.通过分组实验“探究杠杆平衡条件”,归纳出杠杆平衡条件。
4.根据杠杆力臂关系,能对生活中常见杠杆进行分类。
教学重点、教学难点
重点:杠杆的概念、杠杆的五要素、杠杆的示意图。
难点:力臂的画法、平衡条件的应用。
教学方法
在本节教学中,首先从使用各种日常生活中的杠杆类工具开始,进而体会分析、认识什么是杠杆,抓住杠杆的本质特征,培养学生分析现象、主动获取知识的能力。力臂概念相当抽象,是本节课的难点,也是学习杠杆平衡条件的基础,因此在这里安排探究活动,培养学生的探究能力和思维能力,以突破这一难点,为以后的学习打下基础。
教学准备
羊角锤、带钉子的木板、杠杆、支架、钩码、细线、刻度尺、多媒体课件等。
教学过程
一、新课引入
多媒体展示:播放皮划艇的视频。
提出问题:船桨在皮划艇比赛中起到了重要作用,你知道其中包含的物理知识吗?
过渡语:运动员使用的船桨,本质上是一个杠杆,今天我们就来学习杠杆的知识。
二、讲授新课
知识点一 杠杆
实验演示:如图所示,来看一下羊角锤的工作特点。
交流讨论:羊角锤比较硬,且能在力的作用下绕某一点转动。
教师总结:杠杆的概念:一根硬棒,在力的作用下能绕固定点O转动,这根硬棒就叫杠杆。
让学生再举一些杠杆的实例(如活塞式抽水机、跷跷板)以巩固对定义的理解。
杠杆的五要素:
支点:杠杆绕着转动的点叫支点,用字母O表示。
动力:使杠杆转动的力,用字母F1表示。
阻力:阻碍杠杆转动的力,用字母F2表示。
动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离l1。
阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离l2。
归纳总结:力臂的画法
如图所示,请画出下图的力臂。
教师巡回指导,注意发现比较典型的错误,反馈点拨。然后教师归纳总结,画力臂的步骤:
(1)确定支点。
(2)确定力的作用线。
(3)过支点到力的作用线作垂线。
(4)标垂足,定力臂。
答案如图所示:
知识点二 杠杆的平衡条件
过渡语:通过上面的学习,我们对杠杆有了初步的了解。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。
实验探究:杠杆的平衡条件
实验器材:杠杆(两边有螺母)、支架、钩码、细线、刻度尺,如图所示。
实验步骤:
(1)把杠杆用细线挂在铁架台上,调节两端的平衡螺母,使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡(便于测量力臂)。
(2)给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆平衡。这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重力。
把支点右边的钩码重力当作动力F1,支点左边的钩码重力当作阻力F2;量出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;把相应的数值填入表中。
(3)改变力和力臂的数值,再做两次实验。
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/m
阻力
F2/N
阻力臂
l2/m
1
2
3
实验结论:根据表中的数据进行分析,例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算,找出它们之间的关系。
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂
即 F1l1=F2l2
知识点三 生活中的杠杆
过渡语:“给我一个支点,我就能撬动地球。”这是发现杠杆原理的阿基米德说过的豪言壮语。根据杠杆的平衡条件,你能知道其中的科学道理吗?
问题探究:我们身边的杠杆很多,你能通过观察和思考对这些杠杆进行分类吗?
1.省力杠杆
多媒体展示:活塞式抽水机的手柄杠杆示意图
请同学们根据杠杆示意图发现它有什么特点?再根据杠杆平衡条件判断一下。
归纳总结:省力杠杆:动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,省力但费距离。
请同学们回答在日常生活中有哪些省力杠杆?
多媒体展示省力杠杆:铡刀(图甲)、瓶盖起子(图乙)、独轮车(图丙)等。
2.费力杠杆
多媒体展示:铁锹挖土
请同学们根据杠杆示意图发现铁锹挖土时有什么特点?再根据杠杆平衡条件判断一下。
归纳总结:费力杠杆:动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,费力但省距离。
请同学们回答在日常生活中有哪些费力杠杆?
多媒体展示费力杠杆,如筷子、镊子等。
筷子简介:筷子,被外国人誉为“东方的文明”。它的使用,标志着中华民族文明的进步。美国哈佛大学一位人类学家认为,中国最古老的筷子的出现,大约是在公元前1200多年以前,比西方人使用刀叉要早几百年。
3.等臂杠杆
多媒体展示:天平
归纳总结:动力臂等于阻力臂,动力等于阻力。既不省力也不省距离,既不费力也不费距离。
等臂杠杆最重要的应用是天平,天平是支点在中间的等臂杠杆。
多媒体展示:人体内有许多骨骼、关节构成的杠杆。
教师结合一些具体的动作(例如举、拿、抬、踢等)来讲解这些杠杆是如何工作的。
三、课堂小结
回顾本节课你学到了什么?梳理本节知识要点。
四、板书设计
第1节 杠杆
一、杠杆
1.杠杆的概念
2.杠杆的五要素
(1)支点O
(2)动力F1
(3)阻力F2
(4)动力臂l1
(5)阻力臂l2
二、杠杆的平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂,F1l1=F2l2
三、生活中的杠杆
1.省力杠杆
2.费力杠杆
3.等臂杠杆
教学设计
反思
本节课利用学生熟悉的事实和生活体验,引导学生根据现有的知识进行有科学依据地猜想,培养学生的思考分析能力,并自然地进入探究活动,激发学生的探究热情。在实验过程中,通过巡视及时纠正学生操作上的错误,避免错误的数据误导学生,使每一组都能顺利完成实验。及时对学生作出客观、科学、合理的评价,让学生充分体会到探究的乐趣,收获成功的喜悦。
引导学生分析数据,形成科学的结论,培养学生的分析概括能力。这一节课的关键是对数据进行分析,得出正确的结论,但实验结论隐藏在数据中不易被发现,因而在教学中选择适当的数据进行展示,引导学生寻找数据之间的相互关系,在师生的共同努力下顺利得出结论。
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