《 杠桿 》教學實錄及反思
師:現在杠桿處于什么運動狀態?
生:靜止
師:我們在物理上就把杠桿處于靜止時的狀態稱為杠桿平衡。
(板書:1、杠桿平衡)
師:現在我再次使用杠桿,請同學們仔細觀察。
(演示彈簧稱在不同位置時拉動杠桿的情況,再演示在同一位置用不同方向的拉力拉動杠桿的情況。)
師:兩次拉動杠桿時,杠桿處于平衡嗎?
生:杠桿處于平衡。
師:每次的實驗中有哪些不同現象發生?
生:拉力的大小、拉力的方向、拉力的作用點。
(師板書學生回答內容。)
師:看來影響杠桿平衡的因素與拉力的大小、方向、作用點有關,為研究杠桿平衡時它們的關系,我們再來認識一下杠桿。
(投影撬棒撬石頭的例子。)
師:現在,我們以撬棒為例,在撬棒上描述出影響杠桿平衡的因素。
(師板書出撬棒撬石頭的示意圖。)
師:所有的杠桿都有一個固定的支點,我們在物理上就把這一固定點稱為“支點”,用“O”來表示。哪位同學能上來畫出影響杠桿平衡的因素?
(學生上黑板作出了影響杠桿平衡的因素。)
師:為區別F1和F2的不同,誰能給這兩個力起個名字,并說出原因?
生:把F1 稱為動力,因為它能使杠桿轉動,是主動的;把F2稱為阻力,因為它阻礙杠桿轉動,是被動的。
師板書動力、阻力
師:(師帶頭鼓掌)老師鼓掌的原因有兩個:一是這位同學很善于動腦筋,二是回答得非常精彩。請同學們看圖,力的方向實際上也就是力的作用線與杠桿的夾角θ,你們看,能把力的方向θ和力的作用點OA兩個因素合成一個因素來研究嗎?
(學生表現得有點迷惑)
師:你看我作一條輔助線,(過支點O向F1的作用線作垂線,交于點O),現在構成了一個RTΔOAC,角θ和OA、OC能否建立起聯系呢?
生:能。Sinθ=OC/OA。
師:很好,上式也可寫為OC=SinθOA,這樣OC的變化就可代替OA、θ角的變化,我們在物理上把OC稱為杠桿的力臂,誰能說一下力臂是怎樣作的?
(生重述力臂的作法。)
師:剛才我們所作的是支點到力的動力作用線的距離,在物理上稱為動力臂,那支點到阻力作用線的距離稱為什么?
生:阻力臂。
(引導生作出阻力臂,并強調力的作用線是可延長或反向延長的,師簡要板書動力臂、阻力臂的概念。)
師:支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂被稱為杠桿的五要素。
(教師用大括號把支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂括起來,并板書2、杠桿五要素)
師:現在,請同學們把生活中常見杠桿的五要素描述出來。
(師投出生活中常見杠桿實物圖,學生練習杠桿五要素的畫法,教師評析并矯正學生的不當做法。)
[力臂的引入合情合理,學生很容易地認識到了力臂引入的必要性,學生學會了簡化處理問題的方法]
三、探究杠桿
投影一幅漫畫:大力士與小男孩比賽推門。
師:經過一段時間的學習,同學們是不是有點累了?現在大家放松一下,看一幅漫畫,請你充當裁判,看看誰將獲勝?
(學生臉上洋溢著喜悅之情。)
生:小男孩
師:現在我是一名記者,來采訪一下你們:你充當他們兩人的裁判有什么迷惑的地方?
生:為什么大力士推不過一個小男孩?
師:你認為是什么原因呢?是不是小男孩有特異功能?請同位間討論交流一下。
(學生積極討論,熱情高漲。)
師:誰來說一下你們討論的結果是什么?
生一:大力士和小男孩作用在門上的作用點不同,導致了大力士的失敗。
生二:他們作用在門上的力的大小和方向不同,也是造成小男孩獲勝的原因。
生三:門可以看成是一個杠桿,他們兩人作用在杠桿上的力和力臂不相同,這是造成小男孩獲勝的原因。
[學生參入到漫畫所創設的情景中,激起學習的熱情。]
師:你能上來畫出門的示意圖并標出杠桿五要素嗎?
(學生三上黑板畫出杠桿示意圖。)
師:從杠桿示意圖和小男孩獲勝的結果中,你能得到什么啟示?
生:力臂越長,所用的力可能越小,力臂越短,所用的力可能越大。
師:由此看來,動力、動力臂、阻力、阻力臂存在著某一關系時,杠桿才會平衡。它們之間到底存在什么關系呢?現在我們一起來探究杠桿。
(師板書:三、探究杠桿)
師:科學探究的第一步就是提出問題,針對我們上面對杠桿平衡的討論,你能提出什么問題?
生:杠桿平衡時動力、動力臂、阻力、阻力臂存在著怎樣的關系?
(師板書:提出問題:F1、L1、F2、L2存在何種關系?)
師:要研究幾個量之間的關系,一般把這幾個量放在一個等式中去研究。例如X=Y的形式,X可以代表一個量式幾個量的關系,同理Y也如此。現在請同學們猜想一下,F1、L1、F2、L2存在一個什么樣的關系?同學們先思考,然后同位間討論交流一下。
師:誰來說一下你的猜想?
生一:F1·L1=F2·L2
生二:F1+L1=F2+L2
生三:F1—L1=F2—L2
生四:F1/L1=F2/L2
生五:F1/ F2= L2/ L1
[等式概念的引入,降低了猜想的難度,為順利突破難點作了鋪墊。]
(師板書學生猜想的關系式,然后師生共同分析所猜想的五個關系式,發現生五的猜想是生一猜想的另種表達,可看作同一種猜想;并根據日常中兩個量的相加或相減時其單位必須相同的條件,得出生三和生二的猜想是不合理的,因此,生二、生三和生五的猜想不需再檢驗了。)