杠杆（第一课时）教学设计
教学目标
（一）知识技能：
1、了解什么是杠杆
2、了解杠杆的五要素
3、能作简单杠杆的力臂
（二）过程、方法与能力：
1、在杠杆的概念建立过程中培养学生的比较、概括、抽象的思维能力
2、让学生经历力臂概念的形成过程，培养学生科学探究能力和科学思维能力
（三）情感态度与价值观：
1、培养学生对科学的兴趣
2、培养学生科学探索的精神
3、渗透科学、技术和社会紧密相连 教学重难点
1、重点：杠杆的定义；杠杆的五要素
2、难点：力臂概念的建立,力臂作图 教学方法
实验探究法、讨论法 教学准备
教师：视频、裁纸刀、纸张、力臂概念引入自制教具等
学生：剪刀、羊角锤、镊子、纸张、木板上的钉子、自制质地软的工具、杠杆、钩码、弹簧秤
教学过程
同学们，你们见过搬家吗？你见过这样的搬家吗？
【视频】史上最牛的搬家方法。（再来看一遍） 提问：他们用什么工具把东西撬上去的？
（撬板、翘翘板、杠杆）
提问：在小学时我们已经初步学习过杠杆，你还能说出哪些杠杆呢？
（托盘天平、翘翘板、开瓶器剪刀、核桃夹、镊子、指甲钳、老虎钳活塞式抽水机、裁纸刀）
这么多杠杆的例子！今天我们就一起走进“杠杆”的世界，来探索“杠杆”的奥秘。
（板书：§3.3 杠杆）
一、杠杆的定义
【活动】使用工具
生活中我们常常利用杠杆，帮助我们做事情，现在就让我们一起来体验一下：
（PPT：使用工具）
1、用羊角锤拔钉子
2、用剪刀剪纸
3、用镊子夹物体
（工具：羊角锤、剪刀、镊子、软镊子、钉钉子的木板、硬纸板） 同时讨论：这些工具和搬东西的撬板在使用时有什么共同点？
请4人小组为单位，进行活动，在操作过程中，请大家注意安全，钉子拔出后就放在小盒子里。
（学生进行活动，教师巡视指导） （老师简单地进行操作，并一一放出动画） 提问：这些工具在使用过程中，有什么共同点？
1、都有一个固定点。（支点：问什么是支点？它有什么特点呢？） 提问：要怎样才能动起来？
2、需要有力的作用。
提问：这些工具在力的作用下绕固定点怎么动？ （提示：杠杆转动模型）
3、绕着固定点转动。
提问：刚才你们为什么没有选择绿色的镊子呢？（太软了） 追问：说明这些工具在材质上有什么共同点？
4、都是硬的。
如果我们把上述工具抽象成棒，可以是直的，也可以是弯的，具有上述特点的棒就叫做杠杆。
提问：那你能归纳一下什么是杠杆？
小结：如果一根硬棒在力的作用下，能够绕固定点转动，这根棒就叫杠杆。
（PPT：杠杆的定义
板书：杠杆的定义）
二、杠杆的三要素
过渡：我们来分析一下杠杆的定义。首先杠杆是一根硬棒，能够绕固定点转动。
（一） 支点：我们把这个固定点称为“支点”，用字母“O”表示
（板书：支点；
模型图：杠杆、支点）
演示：用撬板撬重物
提问：那么，用撬板撬重物的时候，撬板的支点在哪里？
支架与撬板接触的点（请同学用激光笔指示）
我们再来看杠杆的定义，在力的作用下转动，说明肯定存在一个使杠杆转动的力。 提问：是什么力让撬板转动起来的？
人对撬板向下的压力
提问：这个力的作用点在哪里？方向呢？
（二） 动力：我们把能够使杠杆转动的力，称为“动力”，用“F1”表示
（板书：动力、F1；
模型图：F1）
提问：那有没有阻碍杠杆转动的力呢？撬板转动时，哪个力阻碍它转动？
（提示：谁对撬板的力阻碍杠杆转动？） 重物对撬板的压力
（重力：追问—谁的重力？如果是重物的重力，则进行修正，受力物体是撬板）
提问：这个力的作用点在哪里？方向呢？
（三） 阻力：我们把阻碍杠杆转动的力，称为“阻力”，用“F2”表示
（板书：阻力、F2；
模型图：F2）
小结： “支点”、“动力”、“阻力”，它们是杠杆的其中三个要素。 【画一画】请画出羊角锤和裁纸刀的支点、动力、阻力的示意图 提问：大家看看，他画对了吗？
（学生互评、教师归纳总结）
（边分析边操作，分析支点、各力的作用点和方向）
（给学生一点时间修改）
三、杠杆的力臂
过渡：我们已经了解了什么是杠杆，以及杠杆的三个要素；
生活中杠杆的应用比较广泛，有时候我们得思考如何让力更小一点，这就需要考虑动力的大小与哪些因素有关。
（PPT：动力大小与哪些因素有关）
提问：假如用杠杆提升重物，杠杆转到水平位置静止时，需要的动力大小与哪些因素有关呢？
（展示教具）
【活动】动力大小与哪些因素有关？
等会，我们就用大家铁架台上的杠杆进行探究。
介绍：我们在杠杆的左边用2个钩码的拉力作为阻力，放在15cm处，做实验时，为了研究方便，让阻力和支点不变，不要再动它了（PPT：为研究方便，设支点、阻力不变），用弹簧秤的拉力作为动力，大家试试用不同的方法拉，以杠杆在水平位置静止为准时，观察一下，弹簧秤的读数是否发生变化，并分析动力大小受到哪些因素的影响？
下面，4个人为一组，互相帮忙，进行实验，
请大家注意：为研究方便，让阻力和支点不变，左边钩码就不需要去动了。 （学生进行实验，教师巡视指导） 提问：动力大小与哪些因素有关呢？
（动力作用点、动力的方向） 提问：你是怎么在操作的？
1、保持动力作用点不变，改变动力的方向，看看动力的大小是否变化。
2、保持动力方向不变，改变动力的作用点，看看动力的大小是否变化。 小结：
1、保持动力作用点不变，改变动力的方向，动力的大小改变。
2、保持动力方向不变，改变动力的作用点，动力的大小也改变。 总结：动力的大小与动力的方向、作用点有关。
（PPT：同时改变，动力的大小会改变吗？）
提问：当动力的作用点和方向同时改变，使杠杆在水平位置静止时，动力的大小会改变吗？
（不变、改变、可能变可能改变） 提问：那么到底是变还是不变呢？
请大家来观察下面的实验 【演示】杠杆力臂演示仪 第一次：
首先我将弹簧秤作用在A点，沿竖直方向拉，杠杆水平静止，好，为 N，我把旁边的红色标记移到到_N处。
（为了表示动力的作用点和方向，过动力的作用点，沿动力的方向作一条直线，这条线叫做动力的作用线） （PPT：动力作用线表示）
我用红色橡皮筋记录此时动力作用线的位置。（指着橡皮筋）动力作用线在这个位置 第二次： 第二次，弹簧秤作用在B点，同时改变方向（随意的拉到水平静止），使杠杆水平静止 提问：
1、和第一次相比，动力大小有没有变化？
（变了）
2、（在转一下）现在有没有变化？
3、有没有办法让读数不变呢？怎么拉？
（再让上斜一点）
好，在这个位置，动力大小和第一次相同了，也用橡皮筋记录此时动力作用线位置。（指着橡皮筋）动力作用线在这个位置。
科学中要进行多次实验，那么我再来做一次，是不是还会有这样的情况？ 第三次：弹簧秤作用在C点上，用同样的方法，用相同大小的动力，将杠杆拉到水平位置静止。（和第二次的教学过程一样再重复一下）
好，在这个位置，我也用红色橡皮筋记录此时动力作用线的位置。（指着橡皮筋）动力作用线在这个位置。
（PPT：展示下图）
OABCFCFBFA
这三次实验中，动力的作用点变了，方向也变了，多数情况，动力大小是改变的，但是在某个位置上，动力的大小也有不变的情况。
这里我们需要进一步思考：
提问：三次情况中，动力的作用点、方向都发生了变化，为什么这三次动力的大小却不变呢？
（两者对力大小的影响可能相互抵消了）
这里肯定还隐藏着一个相等的因素
提问：那么隐藏着什么因素呢？
提示：支点在这个位置，动力的作用线变化了，大家看看哪个量没变呢？（再重复：支点在这个位置）
（PPT：方上圆盘） 提问：我放上一个圆盘，大家仔细观察圆盘和这三条力的作用线的位置关系，看看，这个相等的因素是什么？
（支点到动力的作用线的距离相等）
追问：为什么你会有这样的猜想呢？
（切线的相关知识：这三条线都是圆的切线，圆心到切线的距离都等于半径） 那我们再来确认一下： 【演示】T型板
这个T型板，两条线是垂直的，让这条边和动力的作用线重合。 结论：支点到动力的作用线的距离的确是相等的。
原来这个隐藏的因素就是支点到动力作用线的距离。
（PPT：支点到动力作用线的距离）
力臂：科学上，我们把杠杆“支点到动力作用线的距离”称为动力臂，用“L1”表示。
（PPT：动力臂
板书：动力臂）
动力臂综合了动力的作用点和方向对动力大小的影响。
提问：与动力相对的是动力臂，那么和阻力相对的是什么力臂？（阻力臂）
（PPT：阻力臂）
大家说说看，阻力臂是支点到哪里的距离呢？
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离称为“阻力臂”，用“L2”表示。
（PPT：阻力臂定义
板书：阻力臂）
这里，我们又学习了杠杆另两个要素：动力臂和阻力臂。 下面，我先给大家演示画动力臂、阻力臂 【演示画图】画撬棒的动力臂、阻力臂
（板书：画动力臂、阻力臂
PPT：画力臂方法）
方法：
1、找到支点
2、画出动力作用线、阻力作用线
3、过支点作动力、阻力作用线的垂线，用虚线表示，注意垂足的位置，并画上直角符号，支点到动力、阻力作用线的距离就是动力臂L
1、阻力臂L2，用大括号括起来，标上力臂的符号。
下面，大家自己尝试着画一画羊角锤、裁纸刀的动力臂和阻力臂。 （PPT：羊角锤、裁纸刀）
【画一画】画出羊角锤、裁纸刀的动力臂、阻力臂 提问：大家来评一评，他画对了吗？
（学生互评、修正） 强调：
1、注意支点的位置
2、力臂是支点到力的作用线的垂直距离
3、力臂最好用虚线表示，然后用大括号括起来，并标上力臂符号。
课堂小结：通过今天的学习，我们知道了杠杆的五个要素 提问：哪五个要素？
（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）
【待讲】剪刀
分析：
1、几根杠杆组成？
2、支点、动力、阻力
3、动力臂、阻力臂
课堂作业：(PPT：课后作业) 课后大家
1、找一找人体中的杠杆，分析杠杆的五要素
老师还有一份礼物要送给大家——指甲钳，4人小组一份，大家用它来剪指甲的同时，完成第2份作业：
2、指甲钳是由几根杠杆组成？请分析每一根杠杆的五要素。
同学们，在我们身边有着许多科学的知识，让我们做个科学有心人，发现科学、运用科学，让我们的生活变得更加丰富、精彩！
