四、杠杆教案设计

第十二章 简单机械

第一节 杠杆

【教学目标】

知识与技能

1．认识有关杠杆的几个概念

2．能从常见工具和简单机器中识别出杠杆

3．知道杠杆的平衡条件及其杠杆的一些应用

过程与方法

1．经历绘制杠杆示意图的过程，体会科学抽象的方法。

2．观察和操作杠杆，体会杠杆的作用。

3．经历探究杠杆平衡条件的过程。学习分析实验现象、寻找数据间规律，从中归纳出实验结论的一般方法。

情感态度与价值观

1．关心生活、生产、自然现象中杠杆的使用。

2．乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，具有利用杠杆方便自己工作的意识

3．认识科学探究中必须有合作精神。

【教学重点】

经历科学探究过程，归纳杠杆平衡条件

【教学难点】

力臂的引入

【教具准备】

1．学生自备的工具。（剪刀、直尺、铅笔等）

2．分组实验器材：铁架台、杠杆、钩码等。

3．羊角锤、汽水瓶、漆包线

订书机、起子、多媒体、光盘等

【教学过程】

教学内容

主 要 教 学 过 程

教师活动

学生活动

一、新课的引入

二、新课讲授

（一）杠杆的概念

【新课引入】

播放视频Ⅰ：

1.奥运会女子组皮划艇中国队夺冠竞赛场景

2.视频结束定格在船桨上

【引导设疑】

小小船桨威力大，中国姑娘获金牌！船桨在金牌的获得上起了重要的作用，你知道其中包含的物理知识吗？

【问题点拨】

运动员使用的船桨，它实质就是杠杆，今天我们就来共同学习第十三章的第四节杠杆的知识（板书课题：§13-4 杠杆）

导入新课，板书课题。

（设计意图：通过创设情境，激发学生学习的热情和获得新知的欲望，导入新课）

板书：一、杠杆的概念

【想想做做】

今天老师给你们带来了羊角锤、瓶盖起子等工具，下面就请同学们进行起瓶盖、拔钉子活动。通过实际操作体会这些工具在使用时有何共同点。

（设计意图：通过学生亲身体验，观察杠杆在使用过程中的共同点，进一步概括出杠杆的的概念）

【引导提问】

像刚才同学们使用的起子、羊角锤实质都是杠杆！下面结合老师动画模拟刚才的场景，请仔细观察进一步探讨这些杠杆在使用时有何共同特点？请看大屏幕。

【归纳概念】

根据杠杆的共同特点，哪位同学能给杠杆下个定义：

板书：

固定点转动，这根硬棒就是杠杆。

杠杆：一根硬棒，力的作用下能绕着．．．．．．．．．．

学生观看视频注意力集中、情绪高涨

提出问题，激发学生的求知欲望

学生进行实践活动与体会：

（1）

学生进行起瓶盖活动

（2）

学生进行拔钉子活动

学生在活动中体会这些工具在使用过程中的共同点。

学生进一步观察、分析、讨论得出共同点：

1.

能绕着固定点转动。

2.

都受到力的作用

3.

都是硬棒

学生归纳总结杠杆的概念：

定义：一根硬棒，力的作用下能绕着．．．

固定点转动，这根硬棒就是杠杆。

【走进生活】

杠杆在日常生活中应用比较广泛，生活中我们使用的许多工具都是杠杆的缩影。今天老师带来了一些工具如：

订书机、剪刀、尖嘴钳、橡皮泥、电

线。

你能判断出它们在使用时哪些是

杠杆吗？并说明理由。

除了老师提供的杠杆外，你还能举

出生活中哪些工具是杠杆吗？

（设计意图：体现“从生活走向物理”

“物理服务于生活”的基本理念，尽

量贴近学生生活，使学生体验到生活

中无处不在的物理知识）

【问题过渡】

要学好物理还要勤动手善动脑，你

们能否利用手中的橡皮、铅笔、书本（二）杠杆的构造出杠杆把课本撬起来？请试一五要素 试！并把你的设计用简笔画的形式画

出来

(1)介绍杠杆的为进一步认识杠杆，还需要知道描五要素 述杠杆的几个名词！下面就以撬书本

为例进行认识。

老师边说边板出三要素的图（如右图

所示）。

板书：杠杆的五要素

（图形展示）

支点：撬棍绕着转动的这一点叫支

点用字母O表示！

动力：使杠杆转动的这个力叫动

力，用字母F1表示；

(2)探究杠杆的阻力：把阻碍杠杆转动的力叫阻力力臂

用字母F2表示。

【引导提问】

在刚才的撬书本操作中，要把书本

翘起，动力作用点在哪个地方更省力

呢？请继续操作体会！

支点到动力作用点的距离越长就

一定越省力吗？

【问题设疑】

支点到动力作用点的距离越长就

一定越省力吗？下面通过实验进行探

究。

实验1：边说边演示：示教版上是

老师自制的一个杠杆，O是支点，每

学生根据杠杆的定义识别杠杆：

杠杆有：订书机、剪刀、尖嘴钳、

非杠杆：橡皮泥、电线 （原因：首先不是硬棒）

学生们通过对生活的观察，列举生活中的杠杆，并能将物理知识应用到生活中去加深对杠杆的理解。

学生设计杠杆、

并画出杠杆模型

一学生到黑板画图

学生撬书本活动并回答感受！

生讨论并回答： 支点到动力作用点的距离越长越省力！

学生再度思考演示实验思考：

（三）杠杆的平衡条件探究

隔10cm画1条虚线将杠杆等分。为使杠杆平衡，用三个等质量的钩码来提供动力和阻力！其中两个钩码作阻力F2,另一个钩码作动力F1！现在杠杆已经平衡，此时动力作用点的位置在B处！动力F1的方向沿第四条虚线！

实验2：现在将OB杆折弯，保持阻力F2的大小及作用点不变，仍用刚才的钩码寻找挂点再次使杠杆平衡。注意观察此时动力作用点位置是否变化？请继续观察F1的方向又沿着哪条虚线？（在物理上，我们把沿着力的方向所画的直线叫力的作用线！同时画出相应的动力和阻力作用线）。

【引导点拨】：

板书：

（图形展示）

把从支点到力作用线的距离叫力臂。

动力臂：从支点到动力作用线的距离叫动力臂。

阻力臂：从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂。

（方法小结：画法可概括为：一找点，二画线，三作垂线段，四用括号来体现）。

【应用练习】

请同学们分别画出拉力F的力臂

学观察实验归纳结论：

在阻力保持不变的情况下，尽管动力作用点与支点间的长度发生变化，但并不一定省力！动力的作用效果不是由支点到动力作用点间的长度决定，而是由支点到动力作用线间的距离决定。

学生练习杠杆五要素的画法

学生生猜想：

（学生做完后实物投影几个同学的画法！老师针对问题适时点拨矫正）

【情境创设】

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！（边说边演示）。

【问题设疑】

杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间可能存在着怎样的关系

呢？请同学们大胆猜想！

【引导点拨】

猜想1、2合理吗？，因此，我们主要检验猜想3、4是否合理。

（设计意图：通过学生的生活经验以及已有的知识水平提出猜想，并引导学生分析猜想的合理性，更能让学生探究具有指向性）

【问题探究】

为验证上述猜想，我们需要测量的物理量分别是动力、动力臂、阻力、阻力臂。

问题1：对照老师给你们提供的器材思考如何确定力大小，并如何改变它们的大小？

问题2：力臂的大小又如何确定并如何改变力臂的大小？你们能否借助杠杆的刻度直接读出呢？

【温馨提示】

实验前，首先调节杠杆自身在水平位置的平衡！通过调节两端的平衡螺母达到目的！当杠杆再次平衡时不能再调节平衡螺母！

【实验探究】

下面就请同学们三人一组，小组合作交流进行实验，为保证结果的正确性，请每组同学做三次实验并把数据如实记录在自己设计的表格内！相信每一组都能出色完成探究活动！

老师巡回指导！学生完成后适时评价！

【归纳总结】

下面请同学们汇报交流！汇报时请投影你的数据表格并进行分析归纳得出结论(学生汇报交流3组为宜）

板书：

动力×动力臂=阻力×阻力臂

F1LI

=

F2L2

【引导评估】

以上实验过程是否合理？结论是否可靠？实验结论与猜想是否有差异？还有进一步的改进措施吗？

【问题过渡】

1：动力+动力臂=阻力+阻力臂；

2：动力-动力臂=阻力-阻力臂

；

3：动力×动力臂=阻力×阻力臂；

4：动力/动力臂=阻力/阻力臂。

………. 学生分析：

因为两个量的相加或相减，其单位必须相同，而力与力臂的单位是不同的。

组织学生讨论：

问题1：为研究问题方便，动力和阻力大小可以借助钩码的重获得,每个钩码重为0.5N！通过改变钩码的个数来改变动力或阻力的大小

问题2：只要杠杆在水平位置平衡，此时支点与挂点之间的刻度长就是力臂大小

学生实验收集数据：

实动动力阻验力臂、力阻力臂次F1 L1/cm F2 L2/cm 数

1

2

3

学生汇报交流得出结论：

杠杆的平衡条件是：

动力×动力臂=阻力×阻力臂

学生以小组为单位对实验进行评估。

（四）杠杆的分类

“给我一个支点，我就能搬动地球。”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，通过你们的观察和思考能否帮老师对以上杠杆分类呢？

【归纳总结】

后两种分类实质上是一样的，根据公式

动力×动力臂=阻力×阻力臂

杠杆的分类：

①

省力杠杆

当L1＞L2时，F1＜F2省力费距离；

②

费力杠杆

当L1＜L2时，F1＞F2费力省距离

③

等臂杠杆

当L1＝L2时，F1＝F2，既不省力，又不省距离。

（设计意图：通过该问题一是培养学生发散思维能力；二是让学生了解物理知识源于生活，又应用于生活）

【课堂小总】

人们很早就会使用杠杆了。大约三千多年前，中国就有用来捣谷的舂，用来在井上汲水的桔槔，还有能够精确

学生思考并回答：

阿基米德虽然没有搬动地球，但是他的话却生动地告诉人们，利用杠杆能产生巨大的力。

学生思考并回答：

生1：我认为杠杆可分两类：一是直杠杆；二是弯杠杆。

生2：我认为按动力臂和阻力臂大小关系把杠杆可以分为三类

①L1＞L2，②L1＜L2，③L1＝L2。

生3：我按动力和阻力的大小关系把杠杆分为三类：①F1＞F2；②F1＜F2；③F1＝F2。

测量的天平和杆秤等。今天我们展示

的船桨也是杠杆（图片展示这几种场学生思考总结

景）关于杠杆你都学到了哪些知识呢？有哪些收获？

三、课堂小结

课件展示

梳理知识点,明确重难点

（课件）

见附件一

四、当堂检测

学生独立完成，教师出示答案，生生完成检测题

（课件）

互助，教师点评

见附件二

五、作业

课下巩固、思考、拓展、提高 课后完成

见附件三

【板书设计】 §13-4 杠杆

一：杠杆的概念: 三：杠杆的平衡条件：

一根硬棒，力的作用下能绕着固定 动力×动力臂=阻力×阻力臂

点转动，这根硬棒就是杠杆。

F1lI = F2l2

二：杠杆的五要素

四：

杠杆的分类：

1.省力杠杆

2.费力杠杆

3.等臂杠杆

【教学反思】

课堂的成功之处：课堂以实例引入，贴近学生的生活，通过对起子、羊角锤的进一步分析，总结出了它们在使用过程中的共同点，从而轻松引出杠杆的概念，通过撬书本的活动，加深了学生对杠杆的理解，让学生知道了动力、阻力同时存在于杠杆，动力、阻力的作用效果相反，很自然的过渡到杠杆五要素的讲述，在力臂的讲述中，巧用演示实验，巧妙突破难点。通过动画演示和方法指导，学生对画力臂做起来就会得心应手的，从而会节约时间，为后面的教学打下基础。

在探究杠杆平衡的实验中学生经历科学探究的主要过程：猜想——设计实验——实验——数据分析——归纳整理等。每个环节教师只作适当的引导，而大部分让学生自己思考、分析、发现、实践、归纳。通过该节的学习，学生不但学会了知识，还体验了科学探究的过程，领会了科学研究的方法，激发了主动探究的意识，培养了严谨的科学态度和协作的精神。，充分体现学生的主体作用。

不足之处：实验基本达到自己的预想效果，但仍存在一些不足之处：学生使用的器材都是实验室提供的相同规格的钩码、杠杆，以至各小组的实验数据十分类似。若实验中杠杆由学生自己制作，用身边的一些小物品作为阻力，实验的数据不会类同就更有说服力，实验的效果可能会更好，所以这一个探究实验还有待完善。

附件一：课堂小结

当堂达标

附件二：当堂达标

一、填空题

1.使杠杆转动的力叫做_________，阻碍杠杆转动的力叫做_________；支点到动力作用线的距离叫_________，支点到阻力作用线的距离叫_________。

2.杠杆的平衡条件是____________________________________。

3.动力臂小于阻力臂的杠杆是_________杠杆；动力臂大于阻力臂的杠杆是_________杠杆；动力臂等于阻力臂的杠杆是_________杠杆。（填“省力”“费力”或“等臂”）

二、选择题：

1. 下列关于杠杆的几种说法中正确的是（ ）：

A.杠杆只能是直的

B.杠杆一定有支点

C.杠杆的支点可以不在杠杆上

D.以上答案都不正确

2.杠杆平衡时，下列说法正确的是（

）

A.阻力越大，动力一定越大

B.阻力臂越短，动力臂一定越长

C.当阻力和阻力臂的大小一定时，动力臂越长，动力一定越小

D.动力臂和阻力臂一定是相互垂直的

三、作图题

1. 如图是利用杠杆吊起重物的情景，O是支点。请在图中画出重物G的重力示意图以及重力和力F的力臂，并用字母L1和L2表示。

2．如图所示为钓鱼竿钓鱼时的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂L2；

附件三

布置实践作业：

今天，我们学会了杠杆的识别和分类，了解了一些科学探究过程中处理问题的一些办法和思想，这些办法和思想对我们今后的学习和工作都是很有益处的。大家下去后，利用课余时间完成下列任务！把你看到的或想到或做过的记录在自己的成长档案内，备老师检查评估。

①参观一建设工地，工地上有哪些杠杆？

②指甲钳上哪部分是杠杆？属哪一类？

③到商店观察一下案秤的结构，它是什么杠杆？

④人体的手臂是省力杠杆还是费力杠杆？

⑤用扫帚扫地时，扫帚是哪种杠杆？请试一试？