沪科版物理《科学探究杠杆的平衡条件》精选教案.docx

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沪科版物理《科学探究杠杆的平衡条件》精选教案

10.1科学探究：

杠杆的平衡条件

第1课时　认识杠杆和杠杆的平衡条件

教学目标

【知识与能力】

1．知道什么是杠杆,能从常见工具中识别出杠杆.

2．能够识别出支点,动力、阻力,会确定动力臂、阻力臂.

3．通过观察与实验,探究并理解杠杆的平衡条件,并能进行简单计算.

教学重难点

【教学重点】

杠杆平衡条件,经历探究杠杆平衡条件的过程并运用它分析有关问题.

【教学难点】

力臂的概念和画法.

课前准备

羊角锤、铁架台、钩码、细绳、等分刻度的均质木尺、多媒体课件等.

教学过程

一、新课引入

多媒体展示：

如下图,古埃及人建造金字塔时利用简单机械搬动巨大石块,我国古代利用桔槔在井上汲水,在现代建筑工地上,人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动,让学生找出它们的共同特点.通过这些实例,有效地引起学生的注意,从而导入新课.

二、新课教学

探究点一　杠杆

观察下列图中物体的工作特点,请学生答复.

学生交流讨论得出：

（1）硬；

（2）在力的作用下绕某一点转动.

演示：

用长木板绕固定点转动撬一重物.

说明物体只要是硬的就行,跟形状无关.同时边说边板书课题.

1．定义：

一根硬棒在力的作用下如果能绕固定点转动,这根硬棒就叫杠杆.

让学生再举一些杠杆的实例（如活塞式抽水机、跷跷板）以稳固对定义的理解.

2．杠杆的五要素.

支点：

杠杆绕着转动的点,用字母O表示.

动力：

使杠杆转动的力,用字母F1表示.

阻力：

阻碍杠杆转动的力,用字母F2表示.

那么要产生同样的效果,施加力的大小、方向是否一样呢？

让学生按下列图分别操作.

（1）分别按图甲三个位置沿图示方向向下施力使杠杆静止.

提问：

三次施加力的大小是否一样？

答：

不一样（大小关系能答复出来）.

这说明要使杠杆保持这种状态,力的大小跟什么有关？

学生可能会答复跟作用点和支点的远近有关,且距离越大,力越大.

（2）老师不加解释,再让学生按图乙所示施加力使杠杆保持静止,学生会发现虽然作用点相同,即作用点和支点的远近相等但力的大小却不同,且F1>F2,问：

那跟什么有关呢？

学生无法解释（必然产生强烈的求知欲）,这时出示课上练习纸让学生在图上画出过支点O作沿F1、F2方向的直线的垂线段（这一点有些学生的准备知识可能缺乏,老师可先观察,假设学生画得很好,老师就略画一下,假设不行,老师就得详细示范给学生看）并标上l1、l2.

问：

l1、l2哪个大？

F1、F2哪个大？

老师再来解释要使杠杆保持静止状态,力的大小不是跟支点到力的作用点的距离有关,而是跟支点到刚刚的直线的距离有关,我们把沿力的方向所画的直线叫力的作用线,过支点到力的作用线的距离叫力臂.

动力臂：

支点到动力作用线的距离,用字母l1表示.

阻力臂：

支点到阻力作用线的距离,用字母l2表示.

老师在黑板上画出跷跷板的示意图,并示范画出杠杆的五要素.

3．请同学们画出下列图的力臂.

教师巡回指导,注意发现比拟典型的错误,反应点拨.

教师归纳总结：

画力臂的步骤：

（1）确定支点；

（2）确定力的作用线；

（3）过支点到力的作用线作垂线；

（4）标垂足,定力臂.

探究点二　杠杆的平衡条件

我们把刚刚杠杆所处的状态叫杠杆的平衡,所谓杠杆的平衡就是杠杆处于静止状态或匀速转动状态,那么杠杆的平衡跟哪些因素有关呢？

探究：

杠杆的平衡条件.

1．猜测：

2．设计实验：

3．进行实验：

（1）把杠杆用细线挂在铁架台上,调节两端的平衡螺母,使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡（便于测量力臂）.

（2）给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆平衡.这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重力.把支点右边的钩码重量当作动力F1,支点左边的钩码重量当作阻力F2；量出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把数值填入表中.

（3）改变力和力臂的数值,再做两次实验.

实验

次数

动力

F1/N

动力臂

l1/m

阻力

F2/N

阻力臂

l2/m

1

2

3

4.交流与合作,得出结论：

根据表中的数据进行分析,例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算,找出它们之间的关系.对于开始提出的问题,你能得出什么？

杠杆的平衡条件（杠杆原理）：

动力×动力臂＝阻力×阻力臂,即F1l1＝F2l2.

用比例式表示

＝

它的含义是如果动力臂是阻力臂的几倍,那么动力就是阻力的几分之一.

三、板书设计

第一节　科学探究：

杠杆的平衡条件

第1课时　认识杠杆和杠杆的平衡条件

一、杠杆的定义

在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒.

二、杠杆的五要素：

1．支点：

杠杆绕着转动的点.

2．动力：

使杠杆转动的力.

3．阻力：

阻碍杠杆转动的力.

4．动力臂：

从支点到动力作用线的距离.

5．阻力臂：

从支点到阻力作用线的距离.

三、杠杆的平衡

当杠杆在动力和阻力作用下静止（或匀速转动）时,我们就说杠杆平衡了.

四、杠杆的平衡条件

动力×动力臂＝阻力×阻力臂,即F1l1＝F2l2或

＝

.

四、教学反思

杠杆在生活和生产中有着广泛的应用,学好这局部知识具有重要的实际意义.杠杆是一种重要的简单机械,也是学习滑轮、轮轴等其他一些简单机械的根底.大局部学生对生活中的杠杆比拟熟悉,也很感兴趣；但对杠杆的“五要素〞及杠杆的平衡条件,还不清楚.通过本节课的学习,可以把学生的感性经验上升为理性认识.另外,让学生亲自经历探究杠杆平衡条件的全过程,有利于培养学生科学探究的能力.

第2课时　杠杆平衡条件的应用

教学目标

【知识与能力】

1．会对杠杆分类,并能根据实际需求选择适宜的杠杆.

2．会画杠杆的示意图.

教学重难点

【教学重点】

杠杆的分类.

【教学难点】

力臂画法和杠杆的分类.

课前准备

多媒体课件等.

教学过程

一、新课引入

我们先来听一个小故事：

“只要您让我有一个地方站着,我就可以把地球推动起来.〞古希腊大数学家阿基米德对国王说.“哈哈!

你太吹牛了!

〞国王大笑着说：

“你先给我推动一样东西看看,看你讲的话怎么样.〞当时,国王造了一只很大的船,可是没有方法推到水里去.即使把全城的人都集合起来,恐怕也不能推动.国王对阿基米德说：

“那么,就请你来帮助吧,把这条船推动到水里去吧,我的吹牛家!

〞阿基米德满口容许.他精心设计了一套复杂的杠杆和滑轮组合成的机械,末端留了一条拉绳,然后请国王来看表演.这一天,海边人山人海.那艘大船,长十几丈,高几层楼,确实是一个庞然大物.阿基米德将那一条小绳交给了国王,说：

“请你拉一下吧,一切都解决了.〞国王半信半疑,手里拿着绳子,先看了看,然后这么轻轻一拉.奇迹出现了：

大船移动起来,渐渐地向海里滑去就像耍魔术一样.国王瞪大了眼睛,张着嘴半天才说：

“这,这是怎么回事,莫非有上帝在相助？

〞顿时,岸上爆发出一阵欢呼声.在这个小故事里,聪明的阿基米德巧妙地运用了杠杆,今天我们就来学习杠杆的应用.

二、新课教学

探究点　杠杆的类别及应用

多媒体展示：

动画1：

跷跷板.

从幼儿园放学后的小明、小伟和大勇正在玩跷跷板,他们三人一起站在跷跷板上,站在同一边的小明、小伟一下子将大勇翘了起来,大勇怎样才能将他们两人翘起来呢？

对,大勇迅速滑向跷跷板的外端,也就是增加大勇的力臂,这样大勇一个人就可以将他们两个人翘起来.对于大勇,跷跷板这时候就是一个省力杠杆.

这时小明、小伟怎样才能将大勇再次翘起来？

坐在哪里才能使跷跷板平衡？

他们可以像大勇一样,通过增加力臂的方法,滑向跷跷板的外端；还可以再加上一个人,通过三个人的力量将大勇翘起来.对于他们三人,跷跷板这时候就是一个费力杠杆.

通过上面的动画,可知,杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆,另外还有一种等臂杠杆.

1．省力杠杆.

请同学们看多媒体：

动画2：

压水机压水,压水机的手柄杠杆示意图.

请同学们根据杠杆示意图发现它有什么特点？

再根据杠杆平衡条件判断一下.

归纳总结：

省力杠杆：

动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,省力但费距离.

请同学们答复在日常生活中有哪些省力杠杆？

出示省力杠杆如：

铡刀（图）、瓶盖起子（图）、独轮车（图）.

讨论：

阿基米德运用了发散性思维设想如果动力臂“无限长〞,就可以承受“无限大〞的阻力,于是沉重的东西都可“撬动〞起来.但是如果阿基米德把地球撬起

毫米那么一点的话,他就将在空中划过一个很大很大的弧,一辈子也走不到头.

2．费力杠杆.

请同学们看多媒体：

动画3：

铁锹挖土.

请同学们根据杠杆示意图发现它有什么特点？

再根据杠杆平衡条件判断一下.

归纳总结：

费力杠杆：

动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,费力但省距离.

请同学们答复在日常生活中有哪些费力杠杆？

筷子、镊子等.

简介筷子：

筷子,被外国人誉为“东方的文明〞.是中华民族的国粹.它的使用,标志着中华民族文明的进步.美国哈佛大学一位人类学家认为,中国最古老的筷子的出现,大约是在公元前1200多年以前,比西方人使用刀叉要早几百年.

3．等臂杠杆.

请同学们看多媒体：

动画4：

天平.

特点：

动力臂等于阻力臂,动力等于阻力.

等臂杠杆最重要的应用是天平.天平是支点在中间的等臂杠杆,如下图.

多媒体展示：

人体内许多地方的骨骼、关节构成的杠杆.

教师结合一些具体的动作（例如举、拿、抬、踢等）来讲解这些杠杆是如何工作的.

教师归纳总结：

种类

条件

好处

代价

实例

省力杠杆

动力臂大于阻力臂

省力

费距离

老虎钳

费力杠杆

动力臂小于阻力臂

省距离

费力

镊子、筷子

等臂杠杆

动力臂等于阻力臂

相等

力和距离两者都不省也都不费

天平

三、板书设计

第2课时　杠杆平衡条件的应用

杠杆类型

杠杆特点

杠杆优点

杠杆缺点

省力杠杆

l1＞l2,F1＜F2

省力

费距离

费力杠杆

l1＜l2,F1＞F2

省距离

费力

等臂杠杆

l1＝l2,F1＝F2

既不省力也不省距离

四、教学反思

通过本节课的学习,领悟到杠杆的理论知识来源于实践,反过来又指导实践；并且知道杠杆在我国古代就有了许多巧妙地应用,大约在三千多年前就有用来捣谷的舂,用来井上汲水的桔槔,还有能够做精确称量的天平和杆秤.在古书《墨经》就有记载,这样的记载在世界物理学史上都是非常有价值的,同学们应该为我国这样悠久的文化历史感到自豪.

第二节声音的的特性

教学目标

1．从生活经验中体会乐音的特性——响度、音调和音色,能用实验验证影响乐音特性的主要因素.

2．从实例中认识噪声和了解防治噪声的途径.

3．进行简单的专项社会调查,使学生具有将科学效劳于人类的意识,做一个有理想、有抱负、有振兴中华使命感和责任感的人.

教学重、难点

1．重点

（1）能对生活中声音的三个特性加以区分.

（2）能用实验验证影响乐音特性的主要因素.

2．难点

能用实验验证影响乐音特性——响度、音调和音色的主要因素.

教具准备

粗细不问的假设于条橡皮筋、疏密不同的梳子、硬纸片、尺子、鼓、小纸人、吉他、音叉.

教学过程

新课引入

师：

激昂的进行曲令人精神振奋,婉转的歌声让人如痴如醉,但刺耳的汽车喇叭声却使人紧张、烦燥.

有规律、好听悦耳的声音叫做乐音.无规律、难听刺耳或污染环境的声音叫做噪声,这节课我们就来探究乐音与噪声.

新课内容

一、响度、音调、音色

演示实验：

请一位同学上讲台,用不同大小的力敲打鼓面或拔动琴弦,大家听到的声音大小不一样.

师：

物理学中把入耳感觉到的声音的强弱称为响度.

板书

1.响度.

演示实验：

再请一位同学用力敲打鼓面,鼓声越大,鼓面上的小纸人跳得越高.

师：

鼓声越大小纸人跳得越高,说明了什么?

生：

说明鼓面振动幅度越大,鼓声的响度越大.

师：

请你设计一个实验说明,物体振幅越大,声音的响度越大（振动幅度简称振幅）

生甲：

用一只手将一根橡皮筋张紧,另一只手拔动橡皮筋,橡皮筋振幅越大、声音的响度也越大.

现场表演：

生乙：

将一把尺子压在桌边,露出桌面一局部,如下图.用大小不同的力拔动尺子,尺子振幅不同,声音的响度也不同.尺子振幅越大,声音的响度也越大.

现场表演：

生丙：

用大小不同的力敲音叉,音叉振动的振幅越大,声音的响度也越大.音叉的振幅可从悬挂的乒乓球被弹开角度大小看出来.

现场表演,

生丁：

用大小不同的力拔动吉他,琴弦振动幅度越大,声音的响度也越大.

师；大家讲得很好,懂得用身边的物品进行实验探究,加深对物理现象,规律,概念的理解.

以上的实验说明了什么?

生：

讨论、归纳得出：

声音的响度一般与声源振动的幅度有关,声源振动幅度越大,响度越大.

板书

师：

声音的强弱常用分贝（dB）来表示.

请同学们看课本听觉效果与声音的强弱表格.

2.音调.

师：

板胡、笛子,男女高音的声音高亢嘹亮,大提琴、男女低音的声音消沉婉转,物理学中把声音的上下称为音调.

师：

声音的音调与物体的振动有什么关系?

演示实验：

如课本P42图3—16,用齿数不同的齿轮敲打纸片,纸片发出声音的音调上下是不相同的.（齿轮转速相同）

生：

声音音调的上下与发声物体振动快慢有关,振动越快,音调越高.

师：

请你设计一个实验说明音调的上下与振动快慢的关系.

生甲：

用一把尺子压在桌边,露出桌面一局部,用大小相同的力拔动尺子.当尺子露出局部较长时,尺子振动较慢,音调较低；当尺子露出局部较短时,尺子振动较快,音调较高.

生乙：

用纸片以相同的速度在疏密程度不同的两把梳子上刮过,音调的上下不同,在密的梳子上刮过,音调较高；在疏的梳子上刮过,音调较低.

师：

物理学中,振动的快慢用每秒振动的次数来表示,称为频率.频率的单位是赫兹,简称赫,用符号HZ表示.

物体每秒振动1次,其振动频率为1Hz,例如：

大提琴发出的最低音是27．5Hz,国际标准音调的频率是440Hz.

通过以上实验事例,可得出什么结论?

生：

讨论、归纳得出：

声音音调的上下与发声物体振动频率有关,物体振动频率越高,音调越高.

板书.

3.音色.

师：

“闻其声,如见其人〞,听到熟悉的人讲话声,即使未见到人,也能判断讲话的人是谁.乐队演奏时,凭音乐声也能听出有哪些乐器在演奏.那么,人们是根据什么来作判断的呢?

其实,我们能分辨出不同的声音除了由于响度、音调引起的不同感觉外,还与物体发出声音的音色有关.

音色又叫音品,反映了声音的品质与特色.不同物体发出的声音,其音色是不同的,因此我们才能分辨不同人的讲话,不同乐器的演奏.

举例：

用手指敲击碗,有裂痕的碗发出的声音比拟沙哑,无裂痕的碗发出的声音比拟清脆,即音色不同.购置碗的顾客都是根据敲击碗发出声音的音色来判断碗的质量好坏.

师：

向学生介绍：

钟与编钟.

演示实验：

让学生上台演示课本P43图3—18橡皮筋吉他.

师：

请你说说你的体验.

生：

绷得紧又比拟细的橡皮筋发音的音调高,粗的又绷得不紧的橡皮发声的旨凋低.

师：

胡琴、提琴等弦乐器的弦粗细,绷紧程度不同,所以发出的音调也不同.

二、噪声的防治

师：

当今世界的四大污染是：

水污染、空气污染、噪声污染、固体废弃物的污染.

噪声来源于什么?

生甲：

噪声通常来源于汽车、摩托车等交通工具,电机、机床等工业机械,以及空调、冰箱等家电.

生乙：

音乐给人享受,然而夜深人静欣赏音乐时,假设音乐声过大,那么会影响他人休息,以致音乐变成了噪声.

生丙：

喜庆的鞭炮给一些人带来欢乐,但也会破坏其他人的安宁,成为令人讨厌的噪声.

师：

我国1981年制定的居民、文教区噪声标准是什么?

生：

白天不高于50dB,夜晚不高于40dB.

师；怎样才能减小噪声的影响?

有什么具体措施?

（可以从噪声船产生、传播,接收这三个环节考虑）

生甲：

在摩托车上装消声器.

生乙：

在高架桥高速公路两旁装隔音墙.

生丙：

在道路旁植树造林.

师：

如果工人所在的生产车间噪声很大,怎么办?

生：

在耳朵上塞上棉花、或戴防噪声耳罩、或在振动的机器下垫泡沫塑料或加重加大底座.

师：

以上大家对减小噪声的措施讲得很好,下面大家将以上措施归纳一下,减小噪声有几条途径?

生：

1、从声源处减弱.

2．从传播过程中减弱.

3．从入耳处减弱.

课堂归纳小结

师：

本节课我们学到了什么?

生：

讨论、归纳得出：

本节课我们学到了：

1．乐音的三个特性：

响度、音调、音色.响度与声源的振幅有关,振幅越大,响度越大；音调与振动频率有关,频率越高,音调越高；音色决定于振动物体的材料和结构.

2．噪声的来源和减弱噪声的三条途径.

物体做无规律振动,发出的难听、刺耳的声音叫噪声或干忧人们正常学习、工作、休息的声音也叫噪声；减弱噪声的三条途径①在声源处减弱；②在传播过程中减弱；③在入耳处减弱.

师：

每位同学都对自己在本节课的学习情况进行评估.

板书设计

第二节声音的特性

1．乐音与噪声.

有规律的、好听的悦耳声音叫乐音.无规律的,难听刺耳的声音叫噪声.

2、乐音的三个特征.

（1）响度：

与振幅有关,振幅越大,响度越大.

（2）音调：

与振动频率有关,频率越高,音调越高.

（3）音色：

与物体、材料、结构有关.

3．噪声

（1）来源

（2）减弱噪声的三条途径

①从声源处减弱.

②在传播过程中减弱.

③在入耳处减弱.

教学反思

这节课是本章的重点内容,在设计时我们突出了以学生为主的方法,增加了不少学生的活动,对一些学生不易观察的现象我们进行了录像、放慢等措施,增加了学生对细微变化的观察.在典型声音的素材搜集上,我们还需要些努力,在声音的比照音效上,在学生不易认识到的特殊声音上,我们还要进一步通过采集利用起来.