3.杠杆类工具的研究教学活动设计方案

第3课

杠杆类工具的研究

（一）背景和目标

在前一课，学生初步认识了杠杆类工具，并通过对实验数据的分析研究，发现杠杆省力、费力和不省力也不费力的规律。本课学生将通过对生活中杠杆类工具的省力情况进行分析、识别和分类，认识各类杠杆的作用。这一探究，能让学生对杠杆类工具的认识向生活迁移，帮助学生理解生活中熟悉的各种杠杆类工具的科学原理。

生活中的杠杆并不像杠杆尺那样简单直观，不同杠杆的用力点、支点和阻力点的位置是不相同的，即使是同一个工具，由于使用方法的不同，它的三个重要位置也会发生变化。

学生对杠杆类工具的认识是需要一个过程的。本课的探究将把学生对杠杆类工具的认识引向生活实际。学生将经历省力、费力和不省力也不费力杠杆的分析，既能找到各类杠杆工具的三个重要位置，也能根据省力情况进行分类。

科学概念

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杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆、不省力也不费力的杠杆。

过程与方法

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通过实验认识到杠杆是否省力是由它的三个点的位置决定的。

情感、态度、价值观

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意识到不同种类的杠杆有不同的用途，在不同条件下需要使用不同类型的杠杆。

（二）教学准备

为每位学生准备：1支长竹筷（秤杆）、螺丝帽或钩码（秤砣）、粗棉线或钓鱼线、小塑料圆盘（秤盘）、记录单。

为每组学生准备：撬盖的铁片、开瓶器和夹子。

为全班学生准备：铁片撬盖子、开瓶器开瓶子和夹子夹东西放大的情景图，传统杆秤。

（三）教科书说明

教科书分为两部分。

第一部分：杠杆类工具的比较

为帮助学生认识生活中的杠杆也和杠杆尺一样有省力、费力和不省力也不费力三种情况。教科书选择了代表省力杠杆的打开油漆桶的铁片、打开饮料瓶的开瓶器和代表费力杠杆的夹东西的夹子。这些杠杆都是学生较熟悉的工具，生活中应该有使用类似工具的经历。教学中从杠杆工具的三个重要位置着手进行比较，这是学生比较容易做到的。

教科书呈现了10种工具，依次是偏口钳、园林剪、镊子、切刀、剥线钳、剪刀、核桃夹、尖嘴钳、订书器、筷子。分析这些常用的杠杆类工具，按是不是省力的标准给它们分类：用比较分析的办法去判断哪些杠杆工具像开瓶器一样是省力的，哪些杠杆和夹子一样是费力的。

夹子等杠杆工具用起来不省力，为什么还要设计这样的杠杆工具呢？学生在这里可能很自然地提出这样的科学问题，所以有必要讨

论，省力只是工具的一个作用，工具还有给人们带来方便的作用，如：延长手臂（指）、方便拿取等。

第二部分：小杆秤的研究

“秤砣虽小，能压千斤”，这是杠杆类工具运用的一个典型现象。学生在生活中也许没有很多机会见到杆秤，所以这里先通过实际的生活场景让学生了解杆秤：在中药房、农贸市场等地方都有可能见到杆秤的身影。如仍不容易见到杆秤，建议教师准备一把杆秤，让学生进行观察。

在学生仔细观察杆秤实物后，要让学生亲自动手制作一个杆秤，这样能很容易地分析杆秤这个杠杆工具的三个重要位置及其关系，让学生感受到杠杆是怎样省力的以及杆秤设计的巧妙。

附：小杆秤制作步骤

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把一根小手指粗的竹筷或直木棍（长约30~50厘米）打磨光滑；50克钩

码1~10个，其中一个用钓鱼线系好做秤砣。

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自制一个秤盘，系好三条一样长的细绳并固定在秤杆上。

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在秤砣与秤盘间选择适当的位置系上一个绳套，作为初次实验的平衡点。

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利用平衡原理制作托盘小杆秤刻度，在称盘内每次加一个砝码（50克），移动秤砣使秤平衡，并在秤杆的挂秤砣的位置做好标记，直到秤杆用完为止。

（四）教学建议

导入

回顾上节课对杠杆尺的研究，杠杆可以根据省力情况被分成哪几类？告诉学生：生活中我们使用的很多工具都是应用了杠杆原理，今天我们一起来研究生活中多种多样的杠杆类工具。

杠杆类工具的比较

呈现用铁片打开油漆桶盖、用开瓶器打开饮料瓶和用夹子夹菜的情景图，让学生判别一下它们是不是使用了杠杆类工具，然后比较这三种工具有什么相同和不同的地方。学生可以在小组内作简单的讨论，然后提出比较的建议。如：分别找出各种工具的三个重要位置进行对比观察；比较分析三种杠杆的省力情况，看看分别属于哪一类杠杆。

1.每个学生根据图片并结合生活体验，找出三种工具的支点、用力点和阻力点，在图片中标注出来。然后请小组同学进行三个位置的比较，找出三种工具的相同点和不同点，再全班交流探讨：这三个杠杆，哪个省力，哪个费力？为什么？

2.给学生几分钟时间观察图片中更多的杠杆类工具，把图中的工具与前面的三种杠杆类工具进行比较。可以像分析前三种工具一样，用笔标注出每一个工具的支点、用力点和阻力点。然后比较出每一个工具与前三个杠杆类工具中的哪个更相似。

3.鼓励学生对另一组常用杠杆类工具进行独立分析，按省力不省力的标准判断它们分别是哪一类杠杆。

4.给学生几分钟时间思考，寻找并整理生活中的杠杆类工具，根

据是否省力情况分别写出一些省力、费力和不省力也不费力杠杆的工具名称来。提出问题：机械是能帮助人们省力、方便做事情的工具，为什么有些杠杆类工具设计成费力的？学生进行探讨交流。

小杆秤的研究

1.向学生介绍中国传统的杆秤，杆秤也是一种杠杆。呈现杆秤结构图和生活中使用杆秤的图，让学生观察杆秤的构造，了解杆秤的使用。让学生尝试对“秤砣虽小，能压千斤”这句话作简单的解释。

2.让学生明确将通过制作一个小杆秤，研究它是怎样称量出物体重量的，杆秤运用的是哪一类杠杆原理。学生观察做一个小杆秤所需要的材料，然后领取一份制作小杆秤的材料，通过制作活动研究小杆秤作为杠杆类工具的特点，了解小杆秤省力的情况。解释“秤砣虽小，能压千斤”的道理。

3.拓展思考：提绳的位置对秤有什么影响？秤砣的轻重对秤有什么影响？学生可以带走自制的小杆秤。