1.教材分析
《杠杆》是苏科版初中物理第十一章第一节内容。教材从活动“拔图钉”引入,通过“你能用手把它拔出来吗?”来激发学生的动手愿望。活动结束后,引导学生交流讨论“哪一种方法更方便、省力”,从而引出杠杆的定义。教材以“用螺丝刀拔图钉”为例,介绍了支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。接着引导学生探究杠杆的平衡条件,最后得出f1×l1=f2×l2,使学生完成对杠杆由感性认识到理性认识的升华。教材还提供了我国古代发明的关于杠杆的许多器具,介绍我国古人对杠杆的认识,用以增强学生的民族自豪感。
2.学情分析
本节内容与日常生活联系密切,学生已经从生活中对杠杆获得了丰富的感性认识。学生通过一年的物理学习,也已经初步掌握了物理探究活动的一般过程与方法,形成了初步的信息处理能力,能够根据对实验数据的分析得出正确的结论。初中生有好动的优点,什么都想试一试,而且有敏锐的观察力,敢想敢做,这些都适合进行探究式教学。
3.教学目标
3.1知识与技能
①知道杠杆、支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂的概念;
②会画动力臂、阻力臂;
③理解并会运用杠杆的平衡条件解决一些简单问题。
3.2过程与方法
①能够画出动力臂、阻力臂;
②通过小组合作探究杠杆的平衡条件,进一步提高探究能力及交流合作能力;
③提高学生实验数据的分析、处理能力。
3.3情感态度与价值观
①养成实事求是、严谨细致的科学作风;
②养成友好开放的合作精神;
③通过了解我国古代对杠杆的研究,进一步增强民族自豪感。
4.教学重点
①学画动力臂、阻力臂;
②探究杠杆平衡条件的过程与方法。
5.教学难点
①对动力臂、阻力臂的理解;
③探究过程中的数据分析。
6.教学方法
问题法、分组探究法、多媒体辅助教学法。
7.教学工具
钉有图钉的木板,小木块,螺丝刀、钳子、钉锤、铁架台、杠杆、钩码、弹簧测力计,等等。
8.教学过程
问:木板上钉了一只图钉,你能用手把它拔出来吗?
学生动手力图拔出图钉,但是很难拔出来。
师:在你们面前的实验桌上提供了螺丝刀、钳子、钉锤和木块,你怎样利用这些器具把图钉拔出来?
学生开始积极踊跃地动起手来。
问:哪位同学能起来回答一下你是怎样把图钉拔出来的?
学生争先恐后地举手回答。
师:小组讨论一下哪种方法更方便、更省力?
(在实验前已经分好小组,3人一组,每小组一个实验桌。)
实验小组开始激烈讨论。
提问小组讨论的结果。
师重点归纳出几种是利用杠杆拔出图钉的方法,为后面的教学做好准备。
师:我们的日常生活中也有许多类似的方法来完成任务,请看一段动画片段。
ppt展示:打开啤酒瓶的动画片段;衣服夹子的动画片段。
问:这些工具在工作时有什么共同特点?
学生回答:都要动。
问:怎样动?
学生回答:转动。
引出定义:在物理学中,将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称作杠杆。
介绍支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
利用投影仪一步一步标示支点、动力、阻力(可直接在投影的纸张上标示出来)。
然后在投影的纸张上示范画出动力臂、阻力臂并指出从支点向一个力作出的垂直距离就叫力臂。
学生练习:作出下面三图中的动力臂与阻力臂。
(注意:练习的设计要简单,但是能紧扣知识点,且尽量是日常生活中学生经常接触到的例子。)
在学生练习时教师可对不会画的学生个别指导,注意语气要亲切,不可打击学生的积极性。
师讲解与评价:收几份画得比较好的图,利用投影仪展示一下,这样做既可以起到表扬作用,又可以为其他学生展示一个正确的规范解答。师再强调一下画图的方法与注意点。
ppt动画展示:一个是会挑水的人挑起两桶水的动画;一个是不会挑水的人只挑起其中一只桶的滑稽画面。旁白:我就纳闷了,挑同样的两桶水,我和他差别咋就那么大呢?
师:没有挑起两桶水的那个人不知道杠杆的平衡条件,即杠杆在什么情况下能够平衡。那你们猜猜看,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间满足什么样的关系,杠杆才能平衡呢?
学生开始踊跃表达自己的猜想。
师:你们能不能利用实验桌上的器材就你的猜想设计一个实验,探究我们实验桌上的杠杆在什么情况下能够水平平衡?
补充:本实验中的杠杆当然在水平位置、倾斜位置都可以静止(即平衡),我们就以水平平衡为例探究一下杠杆的平衡条件。另外,杠杆在水平位置平衡,也给我们的测量带来方便。如上面的练习3中所示,此时动力臂、阻力臂与杠杆恰好重合,我们可以直接从杠杆上读出力臂的长。下面你们开始设计实验。
提问几个学生:请把你的实验设计给大家说一下。
师:你们讨论一下他们这几个实验方案,如何改进?
师总结:通过你们的讨论,我们就以大多数人赞同的步骤进行实验:
①钩码和弹簧测力计的位置保持不变,改变钩码的数量,记下弹簧测力计的示数和钩码的重力、动力臂、阻力臂。
②钩码的数量和位置保持不变,改变钩码的位置,记下弹簧测力计的示数和钩码的重力、动力臂、阻力臂。
③钩码的数量和弹簧测力计的位置保持不变,改变钩码的位置,记下弹簧测力计的示数以及钩码的重力、动力臂、阻力臂。
师:下面你们开始实验,实验中一定要细致认真,记录一定要实事求是。
(在学生操作中指导他们分好工,在初中探究教学中,经常会出现一人包办,几个人旁观的现象,指导他们合作探究,强调不能一人包办。)
学生进行数据分析。
(数据分析的方法在以前的教学中已经指导过,如:观察数据的变化规律,分析数据间的数值关系,等等,学生已经能够独立进行初步的数据分析。)
学生得出结论。
师:哪位同学能把你得到的结论给大家说说?
学生都积极举手回答。
师:还有没有不同的结论?
个别学生举手回答。
师:你们小组之间对这些结论进行交流讨论。
师总结学生的结论,并用ppt展示:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
应用:
投影练习:如图4,一根扁担左端挑着100n的青菜,右端挑着200n的萝卜,扁担保持水平静止。肩膀距离左端1m,则肩膀距离右端多远?
介绍阿基米德的豪言壮语:“只要给我一个支点,我就可以撬动地球。”鼓励学生要像阿基米德一样大胆想象、勇于创新。
介绍我国古代关于杠杆方面的发明创造,激发学生民族自豪感。
课堂小结:
让学生自己整理知识卡,把本节课所学内容的要点和自己的感悟简洁地记录下来。
课后思考:
给你一根铁棒,怎样去撬动一块巨石?
9.教学反思
9.1力图激发学生学习物理的兴趣
本节课以设问方式并让学生尝试各种方法拔图钉引入新课,创设了学生积极参与探索的良好氛围;借助ppt动画这一喜闻乐见的教学手段,使学生在轻松愉悦的环境中学习和思考;在习题的设计方面,不求难度,只求对这节课概念的理解,学生做起来既容易,又增强了自信,激发了兴趣。
9.2注重科学素养的培养
在指导学生探究的过程中,强调要细致严谨、实事求是,不出假数据;在实验小组内,强调不能一人包办,别人旁观,要养成良好的合作意识;在得出结论环节,发动学生组间讨论,培养了学生积极参与交流讨论的科学素质;在介绍阿基米德的故事中,告诉学生要大胆想象、勇于创新。
9.3教学过程力求与实际生活紧密衔接
在课题引入环节,创设的教学情境中,提供了日常生活中常用的螺丝刀、钳子、钉锤;在习题设计环节,以生活中常见的抽水机井把、起吊机的伸缩臂、公园里的跷跷板为问题载体;在巩固与应用中,以扁担为背景而设疑。以生活中常见的事物介绍物理,从而向学生渗透了物理知识来源于生活,又服务于生活的理念;引导学生从生活走进物理,从物理走向社会。
