杠杆【公开课教案】

杠杆
教学目标：
知识与技能：
1、知道什么是杠杆，能从常见的工具中辨认出杠杆.
2、知道有关杠杆的一些名词术语，理解力臂的概念，会画杠杆的力臂.
3、理解杠杆的平衡条件，并能用来解决简单的问题.
过程与方法：
1、通过观察和实验、感知杠杆，培养观察能力
2、通过实验探究，总结归纳出杠杆的平衡条件，培养初步的分析概括能力，收集信息和处理信息的能力.
3、在对实例的调研、分析和解释中进一步理解和应用杠杆平衡条件，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题.
情感、态度和价值观：
1、使学生感受到杠杆在生活中有广泛的应用，提高探究的乐趣.
2、运用学过的科学知识解释生活中的杠杆，进一步感受到生活和科学的关系.
教具：
杠杆、支架、钩码、尺、线等
复习：
请画出下面点到线的距离.（学生板演）
导入：
古希腊学者阿基米德曾经说过“给我一个立足点和一根足够长的棍，我就能搬动地球”你知道这句话中的道理吗？在这句话中“一个立足点，一根长棍”指的是什么呢？对，这我们这一节课要学习的杠杆.（板书课题）
新课教授：
师：那么什么是杠杆呢？
（一）杠杆定义
同学们请看：（教师演示）
我们来模拟一个日常生活中的一种现象，怎样用一支棍撬起一块大石头？
（模拟撬粉笔盒）
师：在模拟这个过程中，我们用了一支硬棒，而且在撬起过程中这支硬棒在一个力的作
用下，绕着一个固定的点转动，象这样的一支硬棒叫杠杆.（板书定义）
同学们能否利用手边的刻度尺来做一个杠杆撬起你的书本呢？（学生实验）
师：你能举出几种在日常生活当中见过的杠杆吗？（学生举例）
出示投影片：起子、铡刀、羊角锤、抽水机柄、剪甲刀等.教师指出，这些都是杠杆，然后让学生找出它们的共同点：一支硬棒，在力的作用下，能绕固定点转动.需要注意的是杠杆并非一定是直的.
（二）杠杆的五个要素：
师：其实在三千多年前，古埃及人就开始利用杠杆了，那么他们利用杠杆的目的是什么呢？（学生答，省力）对，我们利用杠杆时一般都是为了省力，那么杠杆为什么省力呢？要想知道原因，需要了解几个有关于杠杆的名词.我们以刚才的撬棍为例来学习这几个名词，为了学习的方便，我们可以把这个图画出来.（教师示范讲授）
支点：杠杆绕着转动的点（O）（用红笔标出）
动力：使杠杆转动的力.（F1）
注意：动力指的是作用在杠杆上的力，受力物体是杠杆，动力作用点在杠杆上.（教师演示）
阻力：阻止杠杆转动的力.（F2）
同样，阻力也是作用在杠杆上的力，受力物体同样是杠杆，阻力作用点也在杠杆上.（教师演示）
动力臂：从支点到动力作用线的距离.（l1）
动力作用线的定义在课本的下面（学生阅读）
在我们这个例子中，如何才能画出支点到动力作用线的距离？（教师演示）
我们把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.（l2）
那么如何画出从支点到阻力作用线的距离呢？阻力作用线的距离不够长怎么办？（教师演示）
师：我们把这五个要素叫做杠杆的五要素.现在我们来练习画一个（出示投影）
（三）实验：研究杠杆的平衡条件
学习完了杠杆的五个要素后，我们来通过实验研究一下杠杆为什么能用较小的力，产生较大的力.首先请同学们来阅读一下课本第五自然段，找出我们这个实验的实验目的，实验器材.（学生阅读并找学生说出）
师：我们通常是在杠杆平衡或非常接近平衡的情况下使用杠杆的，所谓的平衡指的是杠杆在水平位置上静止，或匀速转动.在我们这个实验中的第一步应该把杠杆在水平位置上调平，为什么这样做，请同学们思考一下（解释原因）.请同学们观察一下，如何才能达到这一目的呢？（找学生起来说做法，教师演示）
师：那么在做实验的过程中能否再去调节杠杆的平衡呢？（学生回答）
实验的第二、第三步应该怎么办，请同学们继续看书.
师：在这个实验中我们要做几次？我们用什么来当动力和阻力？为了统一一下标准，我们把支点右边的钩码当动力，支点左边的钩码当阻力.在这三次实验中同学们可任意的取三次值，让杠杆达到平衡.我们前后位每四人一组，每组出一名同学负责随时记录数据.好现在请同学们按照课本上的实验步骤开始做实验.（学生实验，教师巡回指导）找一组的实验数据投影，并分析数据.
师：在这三次实验中，同学们能否找出一个规律来？（请学生回答）
动力×动力臂=阻力×阻力臂
师：对，这就是我们这一节课要研究的杠杆平衡条件.（板书）
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
如果用字母表示的话这个公式可以写成：F1l1=F2l2
这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理.
这个关系式也可以写成下面的形式：F1/F2=l2/l1也就是说，当阻力和阻力臂一定的时候，我们使用杠杆所用的动力是与动力臂成反比的，动力臂越大，所用的力就越小，这也就可以解释为什么我们可以用较小的力产生较大的力了.
小结
在这一节课中我们主要学习了那些知识，请同学们来总结一下（学生总结）.
滑轮
教学目标
1.知识与技能
①认识定滑轮和动滑轮.
②知道简单机械的一些应用.
③知道轮轴和斜面也能省力.
2.过程与方法
①通过观察和实验，了解定滑轮和动滑轮的结构.
②通过探究，了解定滑轮和动滑轮的特点.
3.情感、态度与价值观
通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用.
教学重点
定滑轮、动滑轮及滑轮组的作用及特点.
教学难点
根据要求使用和组装滑轮组.
教学工具
学生材料：定滑轮和动滑轮各一个，铁架台、线、便签纸、钩码、测力计等.（每组一份）
老师材料：相关图片或课件、学生材料一份、实验汇报表.
教学情景导入：
1.让学生讲讲周一升国旗时，这国旗是怎样被升上旗杆的？
2.提出升旗手向下拉绳子为什么旗帜上升的问题，让学生开展讨论.当学生指出旗杆顶端有个轮子在起作用时，教师即可出示滑轮，让学生观察滑轮的构造，指出滑轮是装在架子上的周缘有槽的轮子，能穿上绳子或链条，多用来提起重物.注意让学生观察到小轮转动时，框子里的轴没有转动的事实，以示与轮轴的区别.
一、认识滑轮
通过观察生活中应用滑轮的图片分清定滑轮和动滑轮.知道定滑轮是不随物体一起移动的滑轮而动滑轮是随物体一起移动的滑轮.
提问：定滑轮和动滑轮的作用和特点是什么？激发学生的探究兴趣.
二、实验探究
通过探究，分析得出定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用及特点.
1.按照教材中所示的那样，先用弹簧测力计把钩码提起来，再按教材中所示的方式用定滑轮把钩码提起来，在课本表格中记录两次弹簧测力计的示数.
2.指导滑轮上细绳的绕法.安排学生每4人一组按照教材上所示的那样进行实验探究活动.
3.按照教材所示的那样，通过动滑轮把钩码提起来，记录测力计示数于表格中.
4.提醒实验探究中注意的问题：(1)“缓慢地提拉”指匀速直线拉动测力计.(2)“同一物体”说明本实验采用了控制变量法.(3)实验中不得超过测力计的称量限度.(4)用动滑轮提升钩码时两条细绳应该尽量平行，动滑轮的质量应尽量小些.
三、分析论证
数据分析分两个阶段进行.
第一阶段：针对前三组实验数据进行分析，可先横向比较，再纵向比较.横向比较1、2两次实验，得出：s =h ；纵向比较得出F 动=F =G .进一步归纳得出定滑轮的作用及特点：能够改变力的方向，但不省力.
比较1、3两次实验，得出结论：s =2h ，2
2G F F ==动，从而得出动滑轮的作用与特点：能够省一半力，但不改变力的方向.
第二阶段：比较4、5两次实验中两种不同绕法的滑轮组使用中的特点.通过对滑轮组的实验数据的分析得出s =2h ，s ′=3h ，归纳为s=nh ；G F n
=物动(n 表示承担物重的绳子段数；意为“在忽略动滑轮所受的重力和轮轴上摩擦的条件下，物体由几段绳子承担，拉力就是物重的几分之一”).
1.指导学生分析数据处理信息的方法 (去除实验误差的影响)，帮助学生对所得结论进行精简并予以板书
2.指导学生对定滑轮和动滑轮作好比较(优缺点).
3.强调学生对结论成立的前提条件加以注意，重点是对n 值的意义的理解以及准确判断.
四、交流讨论
讨论如下问题：
1、为什么定滑轮、动滑轮在改变力的方向和移动距离上有这样的区别？
2、若考虑动滑轮的自重，你认为上述结论会发生什么样的变化？
3、教材中所示的两组实验中得到了不同的结论，为什么用同样的滑轮，在绕法不同时拉力不同？
1.若滑轮组水平使用，能得到什么结论呢？
2.提示与杠杆知识联系去分析思考.
3.提示从实验数据进行分析.
五、布置作业：
1．判断正误：
（1）旗杆顶上装有滑轮，升旗时可以省力.（）
（2）使用动滑轮可以省一半力，也能省一半距离.（）
（3）又省力又省距离的滑轮是没有的.（）
【答案】××√
2．使用图所示的装置匀速提起重物G所用的拉力中，力（）
A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．一样大
【答案】D
3．利用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提起重600牛的物体，最小的拉力是（不计动滑轮重力及摩擦）（）
A．600牛B．300牛C．200牛D．100牛
【答案】C
板书设计：
滑轮。