第 10 章第 1 節(jié)，科學(xué)探究：杠桿的均衡條件（第 1 課）
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能：
1.了解杠桿。
2.了解日常生活中常用的杠桿
3.了解杠桿的均衡條件及其應(yīng)用。
（二）流程與方法：
1.體驗(yàn)繪制杠桿圖的過程，了解科學(xué)的抽象方法
2.觀察和操作杠桿并體驗(yàn)其效果
3.體驗(yàn)探索杠桿平衡條件的過程，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)模式以及得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一般方法。
(3) 情感、態(tài)度和價(jià)值觀：
1、關(guān)心杠桿在生活、生產(chǎn)、自然現(xiàn)象中的應(yīng)用。
2.樂于發(fā)現(xiàn)和分析周圍生活中的各種杠桿，有利用杠桿促進(jìn)工作的意識(shí)，明白科學(xué)探究必須有合作精神。
（四）教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：
1.重點(diǎn)：了解力臂和杠桿的平衡條件。
2.難點(diǎn)：理解并畫出力臂，并通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生總結(jié)杠桿的平衡條件。
教學(xué)流程：
1. 創(chuàng)建場(chǎng)景并引入問題：
1.同學(xué)們，今天老師在課堂上給你們帶來了一些小禮物。 雖然不是什么貴重的東西，但畢竟是我的想法。 （把糖果放進(jìn)禮盒里）
2.（拿出禮盒想打開，但打不開）誰能幫忙？ （講臺(tái)桌上還準(zhǔn)備了螺絲刀、鑰匙、筷子等工具）
3. 請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)演示。 （學(xué)生可以使用螺絲刀或其他工具打開盒子）
4.我沒想到這把螺絲刀還能這么用。 （將盒子里的糖果獎(jiǎng)勵(lì)給上臺(tái)的同學(xué)）
2. 研究成果和新知識(shí)的呈現(xiàn)：
1、會(huì)使用工具是聰明的標(biāo)志。 剛才這個(gè)學(xué)生為什么能用螺絲刀撬開盒子呢？ 學(xué)習(xí)了今天的知識(shí)，大家就會(huì)明白其中的道理。
2. 請(qǐng)仔細(xì)觀察以下工具。 它們?cè)谑褂脮r(shí)有什么共同點(diǎn)？ （觀看課件，老師可以演示剛才打開禮盒的過程）
3.引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬桿稱為杠桿。
4、剛才螺絲刀打開盒子時(shí)，螺絲在螺絲刀的作用力下繞著盒子邊緣移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)。 螺絲刀還形成了杠桿。 事實(shí)上，我們對(duì)杠桿并不陌生。 人體中有一些杠桿。 老師舉了一個(gè)例子：當(dāng)你手里拿著某個(gè)東西時(shí)，你的手臂就形成了一個(gè)杠桿。 當(dāng)你抬頭看黑板時(shí)，你的頭也形成了一個(gè)杠桿。 根據(jù)杠桿的定義，日常生活中你還知道哪些杠桿？ 讓學(xué)生們說說吧。 （課件展示）
5、為了進(jìn)一步理解杠桿，我們必須了解一些與杠桿相關(guān)的物理量。 這些就是杠桿的五個(gè)要素。
6、老師身邊有一個(gè)拉桿（先將拉桿調(diào)整到水平位置以保持平衡）。 現(xiàn)在我們來了解一下與杠桿相關(guān)的物理量。
(1)當(dāng)我們轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿時(shí)，其周圍的固定點(diǎn)稱為支點(diǎn)，用字母O表示。
(2)在杠桿左側(cè)掛一個(gè)鉤碼并說明：這個(gè)能使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力稱為動(dòng)力，用F1表示。
(3)在杠桿右側(cè)掛一個(gè)鉤碼，表明這個(gè)力阻礙了杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。 它稱為電阻，用F2表示。
(4)功率和電阻是相對(duì)而言的。 我也可以說，右邊的鉤子所施加的使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力就是動(dòng)力。 左邊鉤碼所施加的力阻礙了杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，是阻力。
7. 我們來了解一下另外兩個(gè)相關(guān)的物理量。
(1)動(dòng)力臂：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。
(2)阻力臂：支點(diǎn)到阻力作用線的距離。
(3)同學(xué)們請(qǐng)注意：這里的力臂是指支點(diǎn)到力作用線的距離，而不是支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離。 從數(shù)學(xué)角度解釋點(diǎn)到線的距離是什么，方便學(xué)生理解。 老師演示黑板上的圖畫，讓學(xué)生了解力臂的概念，知道當(dāng)力的方向或作用點(diǎn)改變時(shí)，力臂也會(huì)改變。
8、我們用撬棍撬開石頭初中物理杠桿平衡，來分析一下杠桿的各個(gè)要素。
9.練習(xí)：畫出杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂。
10、總結(jié)：畫杠桿臂是杠桿方面的一個(gè)較難的知識(shí)點(diǎn)，需要特別注意。 我們畫力臂時(shí)，首先要找到支點(diǎn)，畫出力的作用線，然后從支點(diǎn)畫出重力作用線的垂直線，最后標(biāo)出垂直腳和力臂。
3.課堂實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)體驗(yàn)：
1. 觀看孩子和父親玩蹺蹺板的動(dòng)畫，問：為什么父親總是先落地？ 要解決這個(gè)問題，我們需要探索：杠桿的均衡條件。 既然杠桿在力和阻力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)（或勻速旋轉(zhuǎn)），我們就說杠桿處于平衡狀態(tài)。
2.現(xiàn)在老師在杠桿左側(cè)掛了另一個(gè)鉤子，杠桿失去了平衡。 從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中你發(fā)現(xiàn)了什么？
（力的大小影響杠桿的平衡。）
3、除了力的大小外，還有哪些因素會(huì)影響杠桿的平衡？ 去掉添加的hook代碼。 現(xiàn)在杠桿再次平衡。 我將右鉤代碼移離支點(diǎn)更遠(yuǎn)。 杠桿是否平衡？ 那么你發(fā)現(xiàn)了什么？
（力臂影響杠桿的平衡。）
4、現(xiàn)在我們知道力和力臂會(huì)影響杠桿的平衡，所以杠桿平衡需要條件。 那么力臂和力矩臂必須滿足什么條件才能使杠桿達(dá)到平衡呢？
5.請(qǐng)大家思考一下，猜一猜。 詢問學(xué)生的猜測(cè)。
6. 僅有猜想是不夠的。 你能利用桌面上的設(shè)備設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的猜想嗎？ 詢問個(gè)別學(xué)生。
7、杠桿有自重，那么支點(diǎn)在哪里合適呢？ （重心）如果杠桿傾斜了怎么辦？ 我們需要調(diào)整杠桿在水平位置的平衡（以便可以在杠桿上直接讀取力臂）。 調(diào)整方法為：從左到右、從右到左。
8、為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，使實(shí)驗(yàn)更具普遍性，測(cè)量至少應(yīng)進(jìn)行3次。
9、邀請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中，并向?qū)W生展示幾組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
10、得出結(jié)論：功率×功率臂=阻力×阻力臂F1×L1=F2×L2。 這就是阿基米德杠桿原理。 由此，阿基米德也說了一句豪邁的話：給我一個(gè)支點(diǎn)。 ，我可以移動(dòng)整個(gè)地球。
11.既然你知道了杠桿平衡的條件，你能解釋一下為什么爸爸總是先落地嗎？ （問同學(xué)）
12.杠桿平衡原理在我們的日常生活中廣泛應(yīng)用。 曾經(jīng)有一位物理老師用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量了一頭大象的重量？ 然后他計(jì)算了大象的質(zhì)量。 你知道他是怎么測(cè)的嗎？ 讓學(xué)生思考答案（出示圖片）并給出F1=200N，L1=9m，L2=0.06m。 使用 F1×L1=F2×L2初中物理杠桿平衡，讓學(xué)生計(jì)算大象的重量 G= F2= 和質(zhì)量 m=3t 。
4、發(fā)散思維的變異訓(xùn)練：
作業(yè)：課后練習(xí)P189---P190。
思考：1.杠桿均衡
(1)如果兩端去掉相同的鉤碼，杠桿是否平衡？
(2) 如果鉤碼向支點(diǎn)移動(dòng)相同的距離，杠桿是否平衡？
2、剛才的實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)量力臂，力的方向始終垂直向下。 如果力的方向
變化，力的大小會(huì)變化嗎？ 為什么？
5、總結(jié)：
學(xué)習(xí)這門課你有什么收獲？
版式設(shè)計(jì)：
