探究杠杆平衡条件实验教案
一、教材分析
《杠杆平衡条件》是八年级第二学期第十章第一节的内容。本节课是对使杠杆平衡的条件进行探究。之前学生们已经学习了杠杆的相关知识,知道了什么是杠杆, 理解了杠杆的五个要素, 本节课将要以此为基础进一步研究杠 杆平衡条件。
二、教学目标
1. 知识与技能
(1)复习什么是杠杆以及杠杆的五个要素。
(2)知道什么是杠杆的平衡。
(3)探究杠杆的平衡条件。
(4)能初步运用杠杆的平衡条件来分析问题。
2.过程与方法
(1)学生通过小实验来体验什么是杠杆的平衡。
(2)学生在体验的基础上猜想杠杆平衡的条件,通过实验方案的设计 和交流,自主实验并共同分析实验数据来获得结论,学生通过课堂活动初 步感受科学探究的过程和方法。
(3)学生通过尝试在分析数据并获得结论的过程中,学生提高了分析 归纳的能力。
3.情感态度价值观
(1)学生通过课堂学习和实践探究激发了对物理学习的兴趣,初步养 成实事求是的科学态度和认真踏实的学习习惯。(2) 学生通过猜想、谈论、实践,逐步养成主动思考,积极探索的科学精神以及与人协作,积极向上的团队精神。
三、重点:“探究杠杆平衡条件”的过程。
四、难点:根据实验数据得出杠杆的平衡条件
五、教具仪器:
测力计、钩码、带有刻度的杠杆、铁架台等 。
六、教法:
采用科学探究实验的七个要素的探究方法进行教学,以学生为主体,教 师进行必要的引导,让学生自行设计实验、动手实验、总结反思实验。
七、教学过程
1.[引入 ]:阿基米德有句名言:“给我一个杠杆和支点, 我可以撬动地球。 ” [设疑 ]:阿基米德说这句话的根据是什么 ? 你认为这可能吗?杠杆真的有这么神奇吗?
2、提出问题
我们先来做一个小游戏。大家可以看到桌面上有一个跷跷板, 同学们小时候 都玩过跷跷板吗?那一个大人和一个小孩能玩跷跷板吗?
现在我用一个大钩码表示大人和一个小钩码表示小孩,我先将小的钩 码放到跷跷板上,大家 可 以看到跷跷板的一端翘起了。那么我要怎样放这个 大的钩码,才能使得这个跷跷板平衡呢?有没有同学想要上来尝试一下? (请学生上讲台将跷跷板调平衡)
此时跷跷板处在平衡状态的, 那么什么是杠杆平衡呢? (当杠杆动力和阻 力作用下保持静止时,杠杆就处于平衡状态。 )
根据我们所学习的杠杆定义的知识,同学们认为是不是可以把这个跷跷 板看作是杠杆呢?
(1) . 改变杠杆上钩码位置,观察是什么因素使杠 杆失去平衡呢?学生讨论回答。
(2) . 在杠杆一端增加一个钩码,观察是什么因素使杠杆失去平衡呢?学生讨论回答。通过这个小游戏,我们又可以杠杆平衡与那些因素有关? (动力F 1、阻力F 2、动力臂 L 1和阻力臂 L 3、猜想与假设
现在我想请同学们猜想一下,动力F 1、阻力F 2、动力臂L 1和阻力臂L 2之间要满足什么关系,才能使杠杆平衡。
教师提问,学生的回答主要有:
F1+L 1=F2+L2F1-L 1=F2-L 2
F 1×L 2=F2×L 1
F 1/L1=F2/L2等
我们得出了那么多猜想,同学们可以在实验中,自己得出结论,究竟 哪一个猜想才是正确的。
F1+L 1=F2+L2成立吗？F1-L 1=F2-L 2呢？单位不一样不能相加减,故排除;
4、制定计划与设计实验
在实验中我们需要测量那些物理量?(动力F 1、阻力F 2、动力臂L 1和阻力臂L 2)把这四个数据测出来,就可以得到他们之间的关系了是吗?测量 这些物理量我们需要那些器材呢?(弹簧秤、钩码、铁架台、杠杆) 怎样测量这些数据?(学生讨论后回答)
为什么要实验前使杠杆在水平位置平衡?由黑板上两个杠杆的作图可知：水平位置平衡的好处是便于读出力臂。
天平怎么调节平衡的?(左沉右调、右沉左调)那我们杠杆调节平衡螺 母和天平一样,左高向左调、右高向右调。
5、进行实验与收集证据
好,现在我们已经使杠杆在水平位置平衡了。我们现在统一把支点右 侧的钩码作用于杠杆上的力(等于钩码所受的重力)当作动力 F1,把支点 左侧的钩码作用于杠杆上的力当作阻力 F2。 接下来抽同学为代表做实验, 根据我提供的实验器材,操作并记录数据,并进行适当的纠正。
一组数据够吗？ (多次实验)多次实验的目的是什么？
老师在学生探究过程中进行巡视,发现问题及时提出,让学生自己去分析、解决问题。完成实验后 请各组汇总实 验数据,填写实验报告 。
(学生进行实验)教师收集几组数据与学生共同验证猜想
6现在请同学们对自己的实验数据表格进行分析,分析完以后选派一 名代表回答这样一个问题:你认为杠杆在平衡时应满足的条件是什么? 我们通过最初的猜想与假设,到自己制定计划与设计实验,然后通过实验 与数据收集,最终得出的结论是:要使杠杆平衡,必需满足:动力×动力臂=阻力×阻力臂。 (F1×L 1=F2×L 2)
7、评估
实验做完了,大家能从上面的实验中得到那些因素会造成误差吗? 杠杆是否真的在水平位置平衡了。不然,得出的数据都是不准确的。大 家反思一下刚才的实验,每个小组得出的数据准确吗?如果不够准确,是 不是由于没有严格按照步骤和要求来做呢?
8、运用杠杆平衡条件分析 阿基米德真的能撬动地球吗?
八、小结
学生总结本节课的收获。
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