教案4探究杠杆的平衡条件
江苏省泗洪县第三中学孙毅
一、 课型课时
新授课；2课时.
二、 教学目标
1. 从生活走向物理，认识杠杆、支点、力臂，能根据相关的实物，画出杠杆示意图，正确找出支点和力臂.
2. 知道什么叫杠杆的平衡，知道杠杆的平衡条件，会利用平衡条件研究一些简单的问题.
3. 通过科学探究活动，培养学生动手实验的能力、想像能力和协作精神，初步领会从具体到抽象的科学探究方法，感受生活，发现问题，建立猜想，体验并经历科学探究过程.
4. 从物理走向社会，从各种形式的不同杠杆及其应用中，认识到物理模型的意义，体会到基本的物理原理的重要作用，培养学生对科学的兴趣和建立正确的价值观.
三、 重点难点
本节课的重点是“探究杠杆平衡条件”；而“设计探究杠杆平衡的方案”是本节课的难点.
四、 教材分析
本节课是第八章的第四节，它既是前三节的延续，也是学习滑轮、滑轮组及功等的基础，是力学的重点内容之一.
本节内容从生活中的实例上升到杠杆的理论再回到生活中的应用，体现了物理教学中从具体到抽象再具体的教学思想.重点是让学生通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出验证方案，对获得的数据信息进行处理，最后得出正确的杠杆平衡条件，进而能够将学到的知识应用于生活.
五、 教学思路
1. 教学中倡导学生“主动、富有个性地学习”，学生成为学习的主体，使之养成主动参与、勤于动手、乐于探究的习惯.
2. 在教学方式上采用小组合作讨论的形式，这样有利于学生相互启发，共同完成学习任务，培养合作精神.
3. 让学生参与和经历整个探究过程，采用学生活动→发现问题→提出假设→实验验证的“循环探究”创新型教学模式.
4. 具体做法是：学生在活动过程中自己发现杠杆的平衡可能跟力、力臂的大小有关，进而对杠杆的平衡条件提出猜想与假设，最后通过实验验证得出结论.
六、 教学过程
1. 引入新课
多媒体演示：大屏幕上出现猪八戒和孙悟空在玩跷跷板的动画.
师：同学们，你从这幅动画中看到了什么?
学生回答后，进一步提出问题：为什么猪八戒每次都输给孙悟空?他要怎样才能赢?
结合学生的回答，提出这一节课研究的问题“杠杆的平衡条件”.
2. 新课教学
(1) 什么是杠杆.
投影下列各种杠杆(图1)，让学生观察、分析、思考.
图1
结合观察的结果，让学生自己动手，用手边的学习工具制作一个简易的跷跷板模型.
师：结合我们刚才做的跷跷板模型及大屏幕上的图片，你能找出它们的特点吗?
结合学生的回答，师生共同总结：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.
再让学生从自己的生活经历或生产实践中列举有关杠杆的实例.
(2) 找力臂.
结合学生列举的实例，大屏幕投影下一图片(图2).
图2
师：你认为这根木棒是不是杠杆?你是怎么知道的?
在学生回答的基础上，教师进一步追问：这根杠杆受到几个力的作用?它是绕哪一点转动的?
让学生查阅资料，了解“支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂”相关知识.
师：怎样找到动力臂和阻力臂呢?
用大屏幕动画投影展示力臂的画法.
师指出：找力臂的方法是：
① 找到支点.
② 过力的作用点，沿力的方向画一条直线表示力的作用线.
③ 从支点作力的作用线的垂线.
学生练习：分别画出图3中的动力臂和阻力臂.
图3
教师巡查把有代表性的画法让同学作在黑板上.
师生共同讨论，达成共识.
(3) 探究“杠杆的平衡条件”.
① 提出问题、猜想假设.
大屏幕投影：猪八戒和孙悟空在玩跷跷板的动画.
师引导：这是刚开始时我们看到的动画.你有何感想，说一说.
师：通过刚才的观察和讨论，大家回答得很好.
那么杠杆在什么情况下才能平衡呢?请大家猜一猜.
学生讨论后可有如下猜想：
猜想一：动力+动力臂=阻力+阻力臂.
猜想二：动力-动力臂=阻力-阻力臂.
猜想三：动力×动力臂=阻力×阻力臂.
猜想四：动力动力臂=阻力阻力臂.
② 设计方案、实验探究
师问：科学仅靠猜想是不够的，怎样设计实验验证我们刚才的猜想是否正确呢?
师、生共同讨论，制订方案.
大屏幕投影问题讨论：
a. 桌面上的器材够用吗?你还需要哪些器材?
b. 应设计怎样的表格来记录几组数据?为什么?
c. 比较分析，你能得出怎样的结论?支持哪一种猜想?
③ 学生实验，交流与合作
师：每一小组推荐一名代表，说一说你们的实验结论.
师、生共同总结：杠杆的平衡条件是：动力和动力臂的乘积跟阻力和阻力臂的乘积相等，即F1L1=F2L2.
(4) 走进生活，认识杠杆的特点和分类.
① 讨论：a. 当F2L2一定时，F1、L1的变化关系是怎样的?
b. L1=L2时，F1、F2的关系怎样?
学生讨论、交流……
② 投影课本中图831杠杆的实例让学生观察思考，提出问题：你能说说这些工具都有什么特点吗?
学生讨论后回答：
它们都是杠杆.
有的杠杆支点在一端，有的杠杆支点在中间.
有的工具能省力，有的工具要费力.
……
③ 投影出人体的上肢图片，引导学生分析人体中的各种杠杆.
④ 投影机械手剪羊毛的图片，引导学生了解杠杆在高新技术中的应用.
3. 课堂小结
(1) 本节课我们一起研究了什么?
(2) 我们是怎样研究的?最后我们得到了什么结果?
(3) 你还有什么问题要提出吗?打算制定怎样计划去研究?
4. 布置作业
(1) 课本第83页“自我评价与作业”第3、4题.
(2) 你玩过幼儿园里的“跷跷板”吗?你知道跷跷板的道理吗?能否自己动手制作一个“跷跷板”的模型，看谁做得最好.
七、 教学体会
1. 巧妙导入，激发学生的求知欲望
本节课的开始，用多媒体放映猪八戒和孙悟空玩跷跷板的动画，立即把学生吸引到这节课的主题当中来.学生迫切想知道为什么猪八戒总是输给孙悟空的道理，充分地激发了学生对“跷跷板”原理的求知欲望.于是学生带着好奇与急切求知的心情投入到“杠杆的平衡条件”的探究中去.
2. 合理展开，优化课堂教学结构
这节课的重点内容是“杠杆的平衡条件”，但开始学生对杠杆没有感性认识，所以在这节课的教学中我采用的是，首先大屏幕投影生活中常用的工具，让学生寻找共同点，进而概括出杠杆这一概念.同时通过查阅资料的方式认识杠杆的有关名词.在学生对杠杆有了初步的了解后，再放手让他们去探究杠杆平衡的奥秘.
3. 大胆放手，促进学生的发展
根据学生的年龄特点，教师应把鼓励性话语挂在嘴边，让学生更加容易加入讨论、交流之中，从而培养他们自主学习的意识.在探究“杠杆平衡条件”过程中，我并没有要求学生应该怎样去做，而是鼓励他们“你能怎么做，你想怎么做?”放手让学生自己去观察、分析、比较、研究、感悟、运用和创造，培养学生主动探究的学习习惯，注重探究过程，让学生在感知—概括—应用的思维过程中去发现真理，掌握规律.
4. 值得商讨的问题
本节课的重点是“探究杠杆的平衡条件”，但对于“怎样找力臂”这一知识点让学生去领悟，难度不小.尽管在先前已经对找力臂作了较详细的分析，但学生对力臂的画法仍感觉较难，尤其在研究“杠杆的平衡条件”实验过程中，部分学生不知道如何测量力臂，还有待进一步商讨.