教學(xué)目標(biāo):
知識(shí)與技能:
。薄⒅栏軛U平衡的條件;
。病⒛芨鶕(jù)實(shí)際需要正確選擇和使用杠桿。
過(guò)程與方法:經(jīng)歷“探究杠桿平衡條件”的過(guò)程。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣,了解杠桿在生活中的應(yīng)用。
教學(xué)重難點(diǎn):探究杠桿平衡條件。
教學(xué)器材:桿秤
分組實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺(tái)、杠桿、鉤碼等
教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)探究法。
教學(xué)過(guò)程:
一、杠桿的原理
出示桿秤,對(duì)桿秤進(jìn)行分析,畫(huà)出支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。
使用桿秤稱水果,要求稱不等量的水果,請(qǐng)一位學(xué)生上來(lái)演示。
置疑:
你為什么要這樣稱?
對(duì),我們要使杠桿達(dá)到平衡。
杠桿的平衡與哪些因素有關(guān),有什么樣的關(guān)系?
與動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂有關(guān)。
畫(huà)力臂的步驟為:第一:在杠桿示意圖上,確定支點(diǎn),將力的作用線用虛線延長(zhǎng);第二:從支點(diǎn)O向力的作用線做垂線,畫(huà)出垂足,則支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂;第三:要用虛線畫(huà)力臂,支點(diǎn)到垂足用字母表示出來(lái)。
二、實(shí)驗(yàn)探究
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,得到確定的關(guān)系。
每2人一組實(shí)驗(yàn),要求討論如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
步驟如下:
(1)將杠桿掛在鐵架臺(tái)上,觀察是否在水平位置平衡(靜止);若不是,可調(diào)節(jié)平衡螺母,使之水平平衡。
開(kāi)始實(shí)驗(yàn),完成探究任務(wù)。
老師在學(xué)生探究過(guò)程中進(jìn)行巡視,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)提出,讓學(xué)生自己去分析、解決問(wèn)題。
完成實(shí)驗(yàn)后,任意選擇五組,請(qǐng)組中作記錄的學(xué)生將結(jié)果投影到屏幕上。
將五組中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)任意各取一組填入表格中,討論可得到什么結(jié)論(杠桿平衡的條件)。
教師可提出各種猜想,加減乘除關(guān)系都可。
可能有學(xué)生得到其他關(guān)系式,但不適合所有數(shù)據(jù),因此它不是杠桿平衡條件。
【課堂練習(xí)】
1.畫(huà)出下圖中F'和F"的力臂,并比較杠桿平衡時(shí)F'
與F"的大。
2.下圖所示杠桿,OA長(zhǎng)20cm,AB長(zhǎng)60cm,現(xiàn)在A處掛一重200N的物體,若使B處的彈簧秤示數(shù)小,彈簧秤的方向怎樣?彈簧秤的示數(shù)是多少?
三、杠桿的分類
由杠桿的平衡關(guān)系,可以得到當(dāng)力不等時(shí),對(duì)應(yīng)的力臂也不等。可將杠桿分為三類:
杠桿類型省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿
力臂的大小關(guān)系L1>L2L1 力的大小關(guān)系F1 力的作用點(diǎn)移動(dòng)距離的大小關(guān)系s1>s2 費(fèi)距離s1 省距離s1=s2 分析中提出相關(guān)問(wèn)題:省力、費(fèi)力是誰(shuí)相對(duì)誰(shuí)而言?省距離、費(fèi)距離的含義是什么? 舉例分析:從撬棒撬石頭分析費(fèi)距離的含義。 所謂省距離或費(fèi)距離指的是動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離s1,相對(duì)于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)距離s2而言的。杠桿平衡條件說(shuō)明,當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí),動(dòng)力小于阻力是省力杠桿。如圖所示,當(dāng)動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)s1距離時(shí),阻力作用點(diǎn)移動(dòng)s2距離,且s1>s2,因此使用撬棒撬石頭省力而費(fèi)距離。 要求學(xué)生舉例,并進(jìn)行分類。 四、課堂小結(jié) 杠桿的平衡條件F1L1=F2L2; 杠桿的分類:省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿。 五、實(shí)踐活動(dòng) 1.通過(guò)探究,你能理解阿基米德的名言嗎?請(qǐng)就此寫(xiě)一篇短文。 2.用杠桿知識(shí)分析、理解天平的原理和調(diào)整過(guò)程。 六、板書(shū) 第一節(jié)杠桿(一) 杠桿平衡的條件: 動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂 F1L1=F2L2
教學(xué)目標(biāo):
知識(shí)與技能:
使學(xué)生借助已有知識(shí):理解滑輪的原理,知道滑輪的作用。
過(guò)程與方法:
由問(wèn)題的提出、猜測(cè)、經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,使學(xué)生親身經(jīng)歷物理問(wèn)題的研究過(guò)程。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣,學(xué)習(xí)科學(xué)的探究方法,從而領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神,培養(yǎng)抽象思維和論證問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集,培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的操作態(tài)度及科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。
教學(xué)重點(diǎn):定滑輪、動(dòng)滑輪的作用。
教學(xué)器材:定滑輪、繩子、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)
分組實(shí)驗(yàn)器具:動(dòng)滑輪、繩子、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)、刻度板
教學(xué)方法:采用實(shí)驗(yàn)探究、討論歸納的方法。
教學(xué)過(guò)程:
一、復(fù)習(xí)提問(wèn)
1.杠桿有哪三種?各有什么特點(diǎn)?舉例說(shuō)明。
2.剪鐵用的剪刀和鑷子是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿?
教師出示實(shí)物并進(jìn)行演示,并畫(huà)出這兩個(gè)杠桿的示意圖。要求學(xué)生正確畫(huà)出它們的力臂,講清道理,說(shuō)明結(jié)論。
剪鐵用剪刀和鑷子兩杠桿示意圖如圖所示。
二、新課引入
教師先舉一個(gè)滑輪的實(shí)例,再要求學(xué)生舉滑輪的例子,根據(jù)使用時(shí)滑輪的不同情況進(jìn)行分類(即按定滑輪和動(dòng)滑輪分類)。
提問(wèn)它們的特點(diǎn)是什么,由此給出定義:滑輪是一個(gè)周邊有槽、并可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。
教師給出滑輪的分類。
滑輪有兩種:定滑輪和動(dòng)滑輪。使用時(shí)滑輪的位置固定不變的叫做定滑輪,使用時(shí)滑輪的位置跟被拉動(dòng)的物體一起運(yùn)動(dòng)的叫做動(dòng)滑輪。
再舉些滑輪實(shí)例,可連接錄像。
1、定滑輪
觀察定滑輪。定滑輪工作時(shí),它的軸固定不動(dòng)。
舉例:如旗桿頂部的裝置為定滑輪。
(2)提問(wèn):使用定滑輪有什么特點(diǎn)?演示實(shí)驗(yàn):
①稱量鉤碼的重力;
、谘菔救鐖D所示的實(shí)驗(yàn),勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),物體上升,拉力的方向改變,但彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,特點(diǎn)是G=F。使用定滑輪吊起物體時(shí),可以改變力的作用方向,達(dá)到操作方便的目的。
提問(wèn):使用定滑輪不能省力,那么能否省距離?能否省功?
按照下圖進(jìn)行演示。使學(xué)生清楚地看到:“動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s與物體上升高度h相等,使用定滑輪不能省力,也不能省距離!庇纱说贸鍪褂枚ɑ啿荒苁」Α
2、動(dòng)滑輪
(1)教師邊講邊演示動(dòng)滑輪提升重物。
要求學(xué)生討論分析,此時(shí)提起重物使用的滑輪與剛才演示實(shí)驗(yàn)使用的定滑輪有何不同點(diǎn)?
教師在學(xué)生討論后小結(jié):動(dòng)滑輪工作時(shí),軸和重物一起移動(dòng)。另外用力方向也不同,用定滑輪時(shí)拉力方向是向下的,使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)拉力的方向是向上的。
(2)提問(wèn):使用動(dòng)滑輪有什么好處?動(dòng)滑輪中繩的拉力和做功情況怎樣?(3)組織學(xué)生實(shí)驗(yàn),按課本實(shí)驗(yàn)探究,參照下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
由于研究定滑輪時(shí)教師已演示過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟。
說(shuō)明:重物用2個(gè)鉤碼表示,有利于分析數(shù)據(jù)。用彈簧秤測(cè)出鉤碼重。讀取彈簧秤的示數(shù)時(shí),跨過(guò)動(dòng)滑輪的兩條繩要豎直、平行。
學(xué)生實(shí)驗(yàn),教師巡回指導(dǎo)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢后,教師請(qǐng)幾組學(xué)生分別將自己的一組數(shù)據(jù)填到教材中的表格中,分析學(xué)生數(shù)據(jù)。
(4)總結(jié):
使用動(dòng)滑輪提升鉤碼,彈簧秤的示數(shù)約是鉤碼重的二分之一。
兩根繩子吊著重物和滑輪,這兩根繩子的力之和約等于鉤碼的重力,符合平衡力的原理。
動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s是物體上升高度H的2倍。
使用動(dòng)滑輪不能省功。
說(shuō)明:在提升鉤碼的過(guò)程中也把動(dòng)滑輪提升起來(lái)了,當(dāng)鉤碼重遠(yuǎn)大于動(dòng)滑輪重時(shí),動(dòng)滑輪才可忽略不計(jì),從而得出使用動(dòng)滑輪可以省一半力的結(jié)論。
三、課堂小結(jié):認(rèn)識(shí)定滑輪、動(dòng)滑輪。
四、實(shí)踐活動(dòng)建議:“發(fā)展空間”中的“我的設(shè)計(jì)”。
五、板書(shū)
第二節(jié)滑輪
一、定滑輪
1.滑輪的位置固定不變。
2.不省力,可以改變力的方向。
3.使用定滑輪不省功。
二、動(dòng)滑輪
1.滑輪的位置跟被拉動(dòng)的物體一起運(yùn)動(dòng)。
2.可以省一半力,但不能改變用力方向。
3.使用動(dòng)滑輪工作,不省功。