人教版九年级物理下册《老而现代的力学 第十三章 力和机械 四、杠杆》教案_22
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《探究杠杆的平衡条件》教学设计
〖教学目标〗
（1）知识与技能目标：认识杠杆，知道杠杆的几个概念，会确认并画出力臂；
（2）过程与方法目标：通过观察、实验、探究，了解杠杆的结构和杠杆平衡的条件。
（3）情感态度与价值观目标：培养学生探究物理规律的兴趣，培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神。
〖教学重点〗探究杠杆平衡条件。
〖教学难点〗利用杠杆平衡条件，解决简单问题；能从常见的工具中认识杠杆。
〖教学用具〗
1．学生自带的工具：剪刀、刻度尺、三角板等。
2．分组实验器材：杠杆、钩码、铁架台、等。
〖教学过程〗
（一）、 引入新课
我们知道阿基米德是古希腊伟大的科学家，他在物理学方面的贡献主要有两项：杠杆平衡问题与浮力问题。阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”
置疑：阿基米德说这句话的根据是什么?你认为这可能实现吗？ 阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆，杠杆是一种古老而简单的机械，许许多多机械的应用改变和丰富了我们的生活。今天我们就从生活中的杠杆说起，了解机械与人的关系。
（二）、 实验研究，探索规律
教师利用多媒体展示：生活中的杠杆(如开瓶器、扳手剪刀、天平、核桃夹等)。
提问：杠杆有什么共同特征？（板书：1．认识杠杆）
学生活动1：观察自带的工具(杠杆)，和教师利用多媒体展示的杠杆通过讨论，说出它们的应用和特征。
教师利用多媒体归纳展示杠杆的三个特征：（1）硬棒；（2）转轴；（3）绕轴转动。并得到杠杆概念：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。
提问：在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢？
学生回答后教师利用多媒体展示：现实生活中的另一些杠杆（如撬棒、羊角锤、镊子、道钉撬、船浆、活塞式抽水机等）。
电脑展示原始人使用杠杆的图片。
置疑：老人要把大石块移动，用手搬不动，谁能想法帮帮他。(观察学生是否能想出在硬棒下垫一块小石头的方法，教师视具体情况作适当提示) 。置疑：老人用的硬棒是杠杆吗?区分硬棒和杠杆的不同（强调杠杆有支点，硬杆不是杠杆，硬棒与支点结合就是一种最古老、应用最广泛的工具——杠杆。）
教师利用多媒体展示：撬棒撬石头影片。 学生活动2：认识杠杆的几个概念。
① 学生阅读课本中的有关内容，认识杠杆上的几个概念。
②教师利用多媒体展示
杠杆中的概念：支点(O)、动力(F1)、动力臂(l1)、阻力(F2)、阻力臂(l2)，并指导学生画力臂。
③课堂练习：找出所给杠杆的支点、动力、阻力、动力臂及阻力臂。
同学们小时候都玩过跷跷板吗？那一个大人和一个小孩能玩跷跷板吗？现在我用一个大钩码表示大人和一个小钩码表示小孩，我先将小的钩码放到跷跷板上，大家可以看到跷跷板的一端翘起了。那么我要怎样放这个大的钩码，才能使得这个跷跷板平衡呢？有没有同学想要上来尝试一下？
此时跷跷板处在平衡状态的，那么什么是杠杆平衡呢？（当杠杆动力和阻力作用下保持静止时，杠杆就处于平衡状态。）
学生活动3：探究杠杆的平衡条件（板书2：探究杠杆的平衡条件）
根据我们所学习的杠杆定义的知识，同学们认为是不是可以把这个跷跷板看作是杠杆呢？
（1）.改变杠杆上钩码位置，观察是什么因素使杠杆失去平衡呢？学生讨论回答。
（2）.在杠杆一端增加一个钩码，观察是什么因素使杠杆失去平衡呢？学生讨论回答。
通过这个小游戏，我们又可以杠杆平衡与那些因素有关？(动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2)
现在我想请同学们猜想一下，动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2之间要满足什么关系，才能使杠杆平衡。 教师记录，学生的回答主要有：
F1＋L1=F2+L2单位不一样不能相加减，故排除；
F1×L1=F2×L2
F1×L2=F2×L1
F1/L1=F2/L2等
我们得出了那么多猜想，同学们可以在实验中，自己得出结论，究竟哪一个猜想才是正确的。
在实验中我们需要测量那些物理量？（动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2）把这四个数据测出来，就可以得到他们之间的关系了是吗？测量这些物理量我们需要那些器材呢？（钩码、铁架台、杠杆）
怎样测量这些数据？（学生讨论后回答）
为什么要实验前使杠杆在水平位置平衡？
天平怎么调节平衡的？（左沉右调、右沉左调）那我们杠杆调节平衡螺母和天平一样，左沉右调、右沉左调。
为什么实验时使杠杆再次在水平位置平衡？
动力臂、阻力臂该如何测量呢？
学生分组讨论，提出猜想与假设，分组汇报，教师将它们板书在黑板上。
教师： 现给同学们实验桌上的实验器材，你们如何设计这个实验?
分组汇报后教师多媒体展示。
学生动手进行探究（提醒每小组注意分工合作，将结果填入自己设计好的表格中，同时对得到的结论进行分析、讨论。）
老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、解决问题。 汇报实验结论：请各组中作记录的同学将你们的实验数据任意各取一组填入我设计的表格中，你们从中可得到什么结论？
好，现在我们已经使杠杆在水平位置平衡了。我们现在统一把支点右侧的钩码作用于杠杆上的力（等于钩码所受的重力）当作动力F1，把支点左侧的钩码作用于杠杆上的力当作阻力F2。接下来请同学们以小组为单位，根据我提供的实验器材，自行讨论设计实验，过会我会请每组的代表交流设计方案。同时操作，并进行适当的纠正。
（多次实验）
现在就请各组同学根据自己的设计方案，桌上器材进行实验，实验过程中大家要注意要进行交流与合作。老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、解决问题。完成实验后请各组汇总实验数据，填写实验报告。
（学生进行实验）（教师下去指导实验）
教师收集几组数据与学生共同验证猜想
实验次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm F1XL1 F2XL2
1
2
3
现在请同学们对自己的实验数据表格进行分析，分析完以后选派一名代表回答这样一个问题：你认为杠杆在平衡时应满足的条件是什么？
我们通过实验与数据收集，最终得出的结论是：要使杠杆平衡，必需满足：
杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
（F1×L1=F2×L2）（板书）
实验做完了，大家能从上面的实验中得到那些因素会造成误差吗？
杠杆是否真的在水平位置平衡了。不然，得出的数据都是不准确的。大家反思一下刚才的实验，每个小组得出的数据准确吗？如果不够准确，是不是由于没有严格按照步骤和要求来做呢？
运用杠杆平衡条件分析阿基米德真的能撬动地球吗？
（三）、小结
一、认识杠杆五要素：
1、支点O 2、动力F1 3、阻力F2 4、动力臂L1 5、阻力臂L2
二、探究杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂。（F1×L1=F2×L2）
（四）、布置作业
课后1,2,3,4题
