高一语文必修三课本:初中物理教案和导学案“科学探究:杠杆的平衡条件”

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/05/04 16:25:51
“科学探究:杠杆的平衡条件”教学设计【课型】新授课  【课时】一课时
【课标要求】
1.通过实验探究,学会使用简单机械改变力的大小和方向。
2.了解机械使用的历史发展过程,认识机械的使用对社会发展的作用。
3.通过阅读了解人类利用机械的历史,写一篇小论文。
【教材分析】
日常生活中的杠杆现象学生都非常熟悉,因此,教材并没有详细分析杠杆的基本概念,而是将重点放在学生进行科学探究,得出杠杆的平衡条件上。
探究杠杆的平衡条件。课本通过“提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、交流与合作、评估”等科学探究的几个主要环节引导学生操作,并得出结论。
【学情分析】
学生通过有关力的知识的学习,对力的知识、物体运动与力的关系、平衡概念等有比较深刻的认识;另外,学生已学会了天平的调节,这些都为学习本节做好了铺垫。
学生对杠杆的认识是感性的,但这些认识可能肤浅、片面,甚至错误。因此,在教学中教师要鼓励学生们积极地去观察、讨论、猜想、探究,从中归纳出杠杆的特征及平衡条件。探究过程中,教师和学生的角色发生变化。教师以引导者、合作者的身份参与学生的学习;学生主动探究,阐述观点、明辨是非,做自己学习的主人。
【教学目标】
1. 知识与技能:知道什么是杠杆,了解杠杆的支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念,理解杠杆平衡条件。
2.过程与方法:通过参与科学探究活动,归纳得出杠杆平衡条件,培养学生观察能力、动手能力、分析解决问题能力,以及学生之间合作学习能力等。
3. 情感态度与价值观:利用我国古代对杠杆的巧妙应用,进行民族自豪感教育;通过实验探究培养学生探究物理规律的兴趣、严谨的科学态度。
【教学重点】探究杠杆平衡条件。
【教学难点】(1)力臂的确定 (2)设计探究杠杆平衡的方案。
【评价任务设计】
1.检查学生知识储备情况,设计知识铺垫练习,抢答。
2.杠杆概念,设置“你学会了吗”当堂练习,采用课堂即时评价。
3.杠杆的五要素,设置“试一试”,当堂板演,暴露问题。
4.探究杠杆平衡条件,让学生独立设计实验步骤,设计“思考题及展示你的才能”鼓励学生独立思考完成、然后班级分享。
5.目标达成度评价,主要采用课堂观察、及时反馈交流的形式。同时设计当堂达标试题,当堂完成,小组讨论,班级分享。
【教法设计】讨论法、探究实验法、猜想法、归纳法、合作法、阅读自学法、反驳法等。
【教学工具】杠杆(带刻度)、支架、钩码、线、剪刀、开瓶器、木棍、钉锤、多媒体光盘等。
◆教学过程设计
知识铺垫
1.物体处于平衡状态是指             状态或             状态。
2.请分别做出图1中点A和点B到直线L的距离。 (图略)
【情景导入】
大屏幕投出古代埃及人民搬运石块的图。问:如何搬上200多吨的石块呢?
(作为七大奇迹的金字塔,它的建造多年来是个谜,在没有现代工具的条件下,利用杠杆也许是当时采用的方法之一)
活动设计:演示自制杠杆,用50克的钩码吊起一个铅球。铅球代表巨大的石块,钩码代表人的拉力,学生演示小小的钩码能吊起铅球。或者个头不同的两学生进行“压杠比赛”,设疑,激发兴趣,引入新课。
【探究新知】
(一)认识杠杆
〔学生活动1〕:实验探究杠杆的共同特征。
让学生观察自带的工具(杠杆),并且认真观察课本图9-1中的各种杠杆,并通过讨论,说出它们的共同特征。得到杠杆概念:在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒,叫杠杆。
你学会了吗?
下面有关杠杆的说法正确的是(      )
A.杠杆必须是直的    B.杠杆一定是一根木棒
C.杠杆可以是弯的    D.以上说法都不对。
〔学生活动2〕:认识杠杆的几个概念。
观察与思考
请同学们认真观察课本图9-2(a)(b),并且仔细阅读图下面的文章,在弄清楚概念的基础上;回答:
1.“O”表示杠杆的                。
2.“F1” 表示杠杆受到的         ,“F2” 表示杠杆受到的        。3、“L1” 表示               ,“L2” 表示              。
友情提示:
力的作用线:经过力的作用点,沿力的方向所作的直线。
动力作用线:经过动力作用点,沿动力方向所作的直线。
阻力作用线:经过阻力作用点,沿阻力方向所作的直线。
试一试:
1.如图1(图略)所示,下列关于力臂的说法正确的是(     )
A.OB是阻力臂    B.OA是动力臂  C.BE是阻力臂    D.OD是动力臂
2.画出图2(图略)中力F1和F2的力臂。
(二)杠杆的平衡条件
〔学生活动3〕:探究杠杆的平衡条件
【创设情景】课件展示,大人和小孩推门比赛。(漫画)学生产生我要探究的欲望。
【提出问题】
杠杆平衡时,动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系?
大胆猜想:师:对于杠杆平衡的问题,同学们不妨开动自己的大脑大胆的猜想一下:力与力臂之间可能是什么关系?有多少种可能情况?请前后四位同学为一个小组讨论一下,将所有可能的关系都找到。
学生讨论,举手抢答。教师也可以与学生一起参与猜想并要求发言,最后将各种猜想都体现在板书上。
[反驳(排除错误)]
师:同学们的猜想是否正确呢?请同学们再合作(讨论)一次,为了便于讨论,我们分成两大组:这一边的同学为一组,讨论猜想中的“和、差”部分; 这一边的同学为一组,讨论猜想中的“积、商”部分;
学生讨论,举手抢答,反驳排除错误的等式。
师:同学们的猜想经过同学们反驳排除还有三个等式,那么这三个等式是否都成立呢?物理学中非常重视探究实验的方法研究问题,今天我们就用实验法验证同学们的猜想是否正确?
猜想结果预设:五个关系式:F1×L1=F2×L2
F1+L1=F2+L2   F1-L1=F2-L2            F1/L1=F2/L2     F1/F2=L1/L2
教师评价:日常生活中两个量的相加或相减,其单位必须相同,因此加减不合理。
设计实验:设计完成后,至少请二组同学到讲台上汇报实验方案. 讨论最佳方案。
讨论:1.为什么杠杆的平衡位置确定在水平位置?难道倾斜的杠杆不算平衡?
(方便读出力臂的值.)
2.钩码挂上后,怎样调节杠杆平衡?(移动钩码位置)
3. 为什么要做三次实验呢?
4.杠杆的两端哪是动力,哪是阻力?(都行.)
友情提示:
(1)做实验前,首先调节两端螺母使杠杆处于水平平衡。
(2)实验时,一只手往上挂钩码的同时,另一只手抓住杠杆,以免杠杆失去平衡,使悬挂的钩码掉落。
(3)如图3所示,悬挂钩码后,只能调节钩码位置使其平衡(不能调节螺母)。
(4)若左边钩码看做动力F1,则右边钩码看做阻力F2;杠杆水平平衡后,动力臂L1和阻力臂L2分别是杠杆上的一部分。
(5)每个钩码重力为0.5N,杠杆每个格表示1厘米。
【自主探究,合作尝试】
研究杠杆的平衡条件:(表格略)


实验序号
动力  F1/N
动力臂  L1/cm
阻力  F2/N
阻力臂  L2/cm
1
2
3
1.把你们得到的数据填入上表。
2.对你们的数据进行分析、处理,再跟猜想对照你会到什么结论?
3.和其他小组讨论交流,看看你们的结论是否一致?是否有充足的理由说明你的结论是正确的?
你得到的结论是:                                          。
为了使数据真实有效,教师随机抽出4个小组,每组取出一组数据,让学生对表中的数据进行分析、归纳,依次排除错误的猜想,从中得出正确的结论。
结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
思考题:
杠杆水平平衡的基础上
1.在动力和阻力上各加一个钩码,杠杆还能平衡吗?
2.增加(或减小)相同动力臂和阻力臂,杠杆还能平衡吗?
要求学生先独立思考,然后同组讨论,展示小组讨论结果。
展示你的才能:
1.两个小孩坐在跷跷板上,恰好平衡,此时(       )
A.两个小孩的重一定相等
B.两个小孩到支点的距离一定相等
C.两个小孩的重与各自力臂的乘积相等
D.以上说法都不对
2.如图4所示,用力向下压长棒撬起一块大石头,___    ___对长棒的力是动力,动力的作用效果是使长棒____   ____针转动.图中若用竖直向下的力F压长棒时,大石头未撬动.可把垫着的小石块移到离大的石块更____  ___些,会更有利于撬动大石头。
【课堂小结】
设计问题:1.通过本节课的学习,你了解了杠杆的平衡条件了么?
2.你了解了研究杠杆平衡条件的方法了吗?
(通过提问方式引导学生小结本节主要知识及学习活动,养成学习——总结——学习的良好习惯,发挥自我评价的作用,培养学生的语言表达能力。)
【诊断评价】
题目见学案。
拓展提高:
如图5所示,铜球在力F1的作用下,能绕固定点O转动,请思考:它是杠杆吗?为什么?
由此,你对杠杆的形状有何看法?
【布置作业】
1.五人一组找身边的杠杆,讨论一下杠杆按什么原则分类好?各能分成几类?
2.查有关资料,了解我国古代的杠杆。
【板书设计】
第一节科学探究:杠杆的平衡条件
1.什么叫杠杆:
2.杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂:
3.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂  F1×L1=F2×L2
【设计反思】
教学过程是教与学的交往、互动的过程,是师生交流、相互沟通、相互启发、相互促进的过程。放手让学生自主学习,适时点拨、引导、讲授,为学生顺利自主探究提供帮助。
探究杠杆五要素教学不是讲授式教学,而是让学生主动学习。对于力臂得出直接给出,节省时间,不利学生认识。比如为什么力臂是支点到动(阻)力作用线的距离呢?通过对“影响杠杆平衡因素”的研究,引出力臂的概念。
对“杠杆平衡条件”采用探究式教学,通过漫画或比赛创设情景,让学生在愉快的氛围中产生探究欲望,通过等式的讲解,使学生明白如何处理几个量的关系。对杠杆平衡条件的猜想,既提高了学习积极性,又学会了探究方法。
第一节  科学探究:杠杆的平衡条件(导学案)
【学习目标】
1.知识与技能:了解杠杆及支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念,掌握杠杆平衡条件。
2.过程与方法:通过参与科学探究活动,归纳得出杠杆平衡条件,锻炼自己观察能力、动手能力、分析解决问题能力,以及同学之间合作学习能力等。体验科学探究的乐趣,掌握探究物理的方法和规律。
【教学重点】探究杠杆平衡条件。
【教学难点】(1)力臂的确定   (2)设计探究杠杆平衡的方案。
【学习过程】
知识铺垫:
1、物体处于平衡状态是指             状态或
状态。
2、请分别做出点A和点B到直线L的距离。
探究新知
(一)认识杠杆
请同学们回忆生活中杠杆和认真观察课本图9-1中的各种杠杆,讨论出它们之间有什么共同特征?
你学会了吗?
有关杠杆的说法正确的是(      )
A.杠杆必须是直的    B.杠杆一定是一根木棒
C.杠杆可以是弯的    D.以上说法都不对
友情提示:
力的作用线:经过力的作用点,沿力的方向所作的直线。
动力作用线:经过动力作用点,沿动力方向所作的直线。
阻力作用线:经过阻力作用点,沿阻力方向所作的直线。
观察与思考
请同学们认真观察课本图9-2(a)(b)和阅读课本内容,在弄清楚概念的基础上;回答
1.“O”表示杠杆的                。
2.“F1” 表示杠杆受到的           ,“F2” 表示杠杆受到的           。
3.“L1” 表示               ,“L2” 表示              。
考考你
1、如图1所示,下列关于力臂的说法正确的是(     )
A.OB是阻力臂     B.OA是动力臂
C.BE是阻力臂     D.OD是动力臂
2、画出图2中力F1和F2的力臂。
(二)实验探究:杠杆的平衡条件
你的猜想:_______________________________。
你是怎么设计实验的:__________________________。
友情提示:
(1)做实验前,首先调节两端螺母使杠杆处于水平平衡。
(2)实验时,一只手往上挂钩码的同时,另一只手抓住杠杆,以免杠杆失去平衡,使悬挂的钩码掉落。
(3)如图所示,悬挂钩码后,只能调节钩码位置使其平衡(不能调节螺母)。
(4)若左边钩码看做动力F1,则右边钩码看做阻力F2;杠杆水平平衡后,动力臂L1和阻力臂L2分别是杠杆上的一部分。
(5)每个钩码重力为0.5N,杠杆每个格表示1厘米。
自主探究,合作尝试(表格略)
实验序号
动力  F1/N
动力臂  L1/cm
阻力  F2/N
阻力臂  L2/cm
1
2
3
1、把你们得到的数据填入上表。
2、对你们的数据进行分析、处理,再跟猜想对照你会到什么结论?
3、和其他小组讨论交流,看看你们的结论是否一致?是否有充足的理由说明你的结论是正确的?
你得到的结论是:                                          。
思考题:
杠杆水平平衡的基础上
1、在动力和阻力上各加一个钩码,杠杆还能平衡吗?
2、增加(或减小)相同动力臂和阻力臂,杠杆还能平衡吗?
展示你的才能:
1、两个小孩坐在跷跷板上,恰好平衡,此时(       )
A.两个小孩的重一定相等
B.两个小孩到支点的距离一定相等
C.两个小孩的重与各自力臂的乘积相等
D.以上说法都不对
谈谈你的收获:
诊 断 评 价
(满分10分)得分
1.一根______棒,在_____的作用下,能绕固定点_______,这根棒叫杠杆,这个固定点叫________。 ( 每空0.5,共2分)
2.关于杠杆的说法正确的是( )(2分)
A.杠杆必须有支点
B.动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆的长度
C.作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向同一方向转动
D.动力和阻力只能分别作用在杠杆支点的两侧
3.如图所示的杠杆中,动力的力臂用L表示,图中所画力臂正确的是()
(2分)
4.在研究“杠杆的平衡条件”实验中
(1)调节__________,使杠杆在________位置平衡,这样做的好处是______________。
(2)下表是小明实验中记录的部分测量结果,请在空格中填入适当的值.(每个钩码重为0.5N)
次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F1/N
阻力臂L1/cm
1
0.5
8
1
4
2
6
1.5
8
(3)在本次实验课的总结中,老师提出了这样一个问题:如下图所示,杠杆处于平衡状态,若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码,释放后观察到的现象将是什么?
小红认为,杠杆仍能保持平衡;小刚认为,杠杆将顺时针转动;小宇认为,杠杆将逆时针转动,正确的观点是__________________。
( 第1、2小题每空0.5分,第3小题2分,共4分)
创意题:
如图所示,铜球在力F1的作用下,
能绕固定点O转动,请思考:它是杠杆吗?为什么?
由此,你对杠杆的形状有何看法?
课后作业:
1.五人一组,找身边的杠杆,讨论一下杠杆一般按什么原则分类?能分成几类?
2.查有关资料,了解我国古代的杠杆。