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第六届全国中小学实验教学说课视频及说课稿《杠杆----探究杠杆的平衡条件》zhouxin

视频标签:杠杆,平衡条件

所属栏目:初中物理说课视频

视频课题:第六届全国中小学实验教学说课视频及说课稿《杠杆----探究杠杆的平衡条件》zhouxin

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第六届全国中小学实验教学说课《杠杆----探究杠杆的平衡条件》zhouxin

《杠杆----探究杠杆的平衡条件》的说课稿
一、使用教材
人教版义务教育教科书《物理》八年级下册,第12章《简单机械》第一节《杠杆》。
二、教材简介
杠杆是构成现代复杂机械的基本元素之一,杠杆知识即是前面几章力学知识的延续,也是学习滑轮和轮轴等简单机械的基础。
  生活中很多方面运用到了杠杆平衡知识,那么了解杠杆的平衡条件是什么就非常重要。
三、学情分析
    在学习中课文中是直接给出杠杆五要素的概念,然后给出杠杆平衡的定义,再用调至水平的杠杆进行实验探究最后得出杠杆平衡条件。但学生们对这知识体系的生成颇为疑惑:一是不理解“力臂”的慨念,不明白杠杆的平衡为什么与“力臂”会有关;二是探究杠杆平衡的条件时容易产生一些思维定式 。
    因此我把以下内容作为教学的难点:一是如何引入“力臂”这个慨念。  二是如何引导学生探究得出各种情形下的杠杆平衡条件。
四、实验教学内容
(一)演示实验:“力臂”概念的理解。
     通过观察当水平塑料吸管弯折后只移动右边乒乓球在杆上位置,比较杆水平平衡时的状态思考:两球的重力和左边球在杆上的位置没变,那么右边的什么因素也没变时左边杆仍能保持水平平衡?结果发现“从支点到力的作用线的距离”没变从而引入“力臂”的概念。
(二)学生实验
运用定滑轮、弹簧测力计及自制的“十字尺”测出各种情形下拉力的大小及力臂最后总结出杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂。
五、 实验教学目标
(一)知识与技能
1.在前面知道杠杆的3要素的基础上,重点理解力臂的慨念。
2.通过实验探究出杠杆的平衡条件。
(二)过程与方法
经历“探究杠杆平衡的条件”,学会通过实验并从不同角度分析问题、寻找规律、总结结论的方法。
(三)情感、态度与价值观
感受科学探究的过程和方法,培养学生实事求是的科学态度和与人协作,积极向上的团队精神。
六、实验器材
(一)演示实验
平衡鸟; 创新自制教具:“力臂概念演示器”——两个加重的乒乓球、轻塑料吸管、细绳
          
图1  平衡鸟                图2 力臂概念演示器
(二)学生实验
 定滑轮、弹簧测力计; 创新自制教具: “水平位置判断器”——绳挂钩码;力臂的直接测量工具——“十字尺”
             IMG20180627121323.jpg
图3水平位置判断器             图4十字尺
七、实验创新要点
(一)“力臂”的引入设计了一个实验。让学生更好的理解“力臂是支点到力的作用线的距离,而不是支点到力的作用点的距离”。
(二)杠杆上就地取材的“水平位置判断器”——绳挂钩码。(使学生快速判断杠杆是否平衡)
(三)定滑轮的使用,既可以承上启下为后面有关滑轮的学习埋下伏笔,也可以帮助测量向下任何方向的拉力的大小。)
(四)十字尺:①用于测量任意方向的拉力的力臂长度,使学生更好的理解力臂的慨念。②两把尺之间能滑动,力臂测量可大可小使用方便。 ③它的零刻线是从支点开始的,设计合理。
八、实验设计思路
    先用自制器材通过演示使学生们明白“力臂”的定义——从支点到力的作用线的距离而不是从支点到力的作用点的距离,然后引导学生运用定滑轮、弹簧测力计及自制的“十字尺”测出各种情形下拉力的大小及力臂最后总结出杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂。
九、实验教学过程
(一)知识准备: 创设情境,提供器材完成了对杆杠的模型建立,并因此能从常见的工具中辨认出杠杆。认识杠杆的3要素:支点、动力、阻力,学会在简图上标出支点、 动力和阻力的示意图。
(二)认识平衡:我用图片展示生活中的杆秤,“你知道它是利用什么原理工作的吗?”再展示玩具平衡鸟(图 5),“你知道这只鸟问什么不掉下来吗”通过杠杆平衡的场景,介绍什么是平衡状态,并提出问题:杠杆的平衡与什么因素有关?
(三)力臂的引入
我自制教具设计了一个实验,如图(图6):将两个乒乓球悬挂在质量可以忽略不计的塑料杆上,调节到水平平衡状态,并标记好右边橙色乒乓球在杆上的位置,“现在将杆弯折,如图7 ,问学生:如果要使杠杆的左端任然保持水平平衡,你有什么办法?”学生们根据生活经验纷纷回答要么增加或减少乒乓球的重力,要么移动乒乓球在杆上的距离。说到移动距离,我又让学生们观察此时右边乒乓球的重力方向所在的那条直线(我们称为力的作用线)由此可知已偏离了原来的位置,现在只移动右边乒乓球在杆上的位置,使杠杆左端又达到水平平衡,如图8,然后让学生比较图6和图8的右边部分除了力的大小相同外还有什么相同的地方?有的同学就会发现从支点到力的作用线的距离都相同,我们把这个距离称为力臂。接下来引入动力臂、阻力臂的概念。
这个实验的设计不仅创设情景,引入“力臂”概念,而且使同学们感到杠杆的平衡可能与力臂和力的大小有关,到底有什么关系呢?那就需要我们设计实验测出数据并寻找其中的规律,从而自然引出下面的实验情景。
(四)实验探究
1.学生们先自学课本77页的实验部分,弄清以下四个内容:⑴实验目的:⑵实验器材:⑶实验步骤⑷实验记录。
2. 讨论并改进实验
在实验步骤的讨论和设计中,学生们出现了3个问题,一是实验中杠杆为什么要先调节保持水平? 二是杠杆否水平怎么准确快速的判断?三是问什么换不同的钩码多测几次?
针对问题,在学生们口述实验步骤过程中,老师同时进行试验演示,使学生们意识到这是避免杠杆自身重力的影响,调平后可以直接从杠杆上读出力臂;问题二让学生们想办法,最后我们来了个就地取材——绳挂钩码。因为重力的的方向总是竖直向下,将钩码悬挂在支点上,若杠杆中间的刻度线和挂钩码的细绳视线上平行或重合,那么我们就可以判断杠杆水平了(如图 9)。接下让学生来完成一组数据的读取,乘机问:一组数据能得出结论吗?从而让学生们意识到为避免偶然性,使结论具有普遍规律应该换不同的钩码个数和位置多做几组数据。
为了避免学生形成思维定式,我提出两个问题:一是“拉力倾斜时杠杆也能平衡吗,若能平衡如何测力臂?”、二是“两个力一定要在支点的两侧杠杆才会平衡吗?”。    
对于第一个问题:我换用弹簧测力计分别竖直方向和斜向左、向右方向演示,结果杠杆也能保持水平,接下来我让学生们观察,当拉力在原钩码位置竖直向下拉至杠杆水平时,拉力的大小还是杠杆的重力吗?结果不是。我将弹簧测力计挂至另一弹簧测力下,学生们很直观的感受到原来测力计往下拉时自身有重力。“那么有没有办法测出竖直向下的拉力?”有,这里我就引入下一节将要接触到的机械---定滑轮(图9),并沿竖直方向为大家做演示,实验证明它只改变拉力的方向不改变力的大小,至于原理,“留待下回分解”为以后的学习做好铺垫,若要测倾斜方向上的拉力,只要将定滑轮左右移动。“如何测出倾斜拉力的力臂呢?”为了加深学生们对“力臂”的直观理解我设计出了一套“十字尺”,就是相互垂直的两把尺(图 10),将尺挂在支点上,一把尺沿着拉力的方向,从另一把与它垂直的尺上就很容易读出力臂的大小,它能测量出各个方向上拉力的力臂,而且尺和尺之间能滑动,测出的力臂可大可小,零刻线从支点开始,读数方便。
对于第二个问题:我用弹簧测力计进行演示,大家发现拉力的方向只能向上,任何方向也可以,力臂的测法是一样。
3.分组实验,记录数据
解决所有的问题后学生就开始分组实验,全部用钩码的数据我要求测3组,一、二大组同学还测出如图 11http://czwl.cooco.net.cn/files/down/test/2014/09/26/19/2014092619483924970284.files/image017.gif中数据,三四大组还测出如图 12中数据。教师巡回指导,将所测数据(即动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2)填入课本表格中。

次数 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m
1 1 0.1 0.5 0,2
2 2 0.2 4 0.1
3 1.5 0.3 3 0.15
4 0.7 0.151 1 0.1
5 0.5 0.2 1 0.1
6 0.8 0.134 1 0.1
7 0.66 0.155 1 0.1
8 0.5 0.2 1 0.1
9 0.6 0.16 1 0.1
4. 数据分析
由前3组数据很容易得出一个规律:F1·L1=F2·L2,由后面记录近似得出这个结论,“为什么乘积会有差异?”从而进行以下评估交流。
5. 评估交流
回忆刚才的实验操作有没有不妥之处?哪些方面会导致误差的产生?如何更好的减小误差?使学生们意识到可能是测量仪器制造不够精准,读数有误差、有摩擦力的影响等。通过数据分析总结出杠杆平衡就是F1·L1=F2·L2,并提出启发性的思考:若有3个或以上的力使杠杆平衡,那么它们的平衡条件又会是什么?这样不仅发展学生的批判、创新精神,培养学生实事求是、严谨的科学态度,也有助学生发散性思维的培养。
(五) 学以致用 归纳总结 
为了学生更好的理解和利用杠杆平衡条件解决实际问题,我设计了以下三个方面的问题1.最小力的判断:如图所示,使用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄上A点。请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图和它的动力臂L1。(图13)http://cooco.net.cn/files/down/test/2009/01/09/12/200901091252576070666422-0.jpg
2.杠杆平衡的判断:如图杠杆在水平位置平衡后,两边各加一个钩码,杠杆会              (填“平衡”、“向左下降”或“向右下降”)(图14)http://img.jyeoo.net/quiz/images/201404/2/5ed29fe4.png
3. 力大小的判断:小猴和小兔分萝卜,到底哪个分的多?(图 15)http://czwl.cooco.net.cn/files/down/test/2014/06/24/02/2014062402335234074826.files/image014.jpghttp://czwl.cooco.net.cn/files/down/test/2014/06/24/02/2014062402335234074826.files/image014.jpg
实验教学的最后,我拿出自制的小杆秤(图16)以身示范,激励学生们通过小制作,经历“支点应定在哪里?刻度如何划分?”的过程更加深刻体会有关杠杆的物理知识。这不仅能培养学生的动手能力,还能激发学生理论联系实际的兴趣,体现了物理教学“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程理念。
十、实验效果评价
㈠很好的完成了三维教学目标
㈡注重知识体系的构建,学生很容易理解和接受,轻松地完成了重难点的突破。
㈢激发学生学习的兴趣,使学生更加明白了“为什么学?学什么?怎样学?”。
 
 

 
 
 
 

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