牛一定律及慣性

1、·遠(yuǎn)程培訓(xùn)課程資源物理·機械 杠桿平衡條件 滑輪淮安楚州教研室 吳秋瑛一、內(nèi)容分析1.1課標(biāo)解析全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱課標(biāo)）對“機械 杠桿平衡條件 滑輪”的表述是“通過實驗探究，學(xué)會使用簡單機械改變力的大小和方向”“了解機械使用的歷史發(fā)展過程。認(rèn)識機械的使用對社會發(fā)展的作用”。按照課標(biāo)要求，學(xué)生要在探究中學(xué)會使用杠桿、滑輪或其他簡單機械中的任何一種，來改變力的大小和方向。通過探究認(rèn)識杠桿、滑輪的基本概念，知道杠桿的平衡條件或定滑輪、動滑輪的使用特點，并能用來省力或使工作方便，均屬于學(xué)會的范疇。“學(xué)會”位于知識技能目標(biāo)的獨立操作層次。“了解機械使用的歷史發(fā)展過程

2、”屬于“了解”水平。體現(xiàn)課程基本理念中“注意學(xué)科滲透，關(guān)心科技發(fā)展”和“了解自然界事物的相互聯(lián)系，逐步樹立科學(xué)的世界觀”的思想?！罢J(rèn)識機械的使用對社會發(fā)展的作用”，目的在于通過機械的使用對社會發(fā)展作用的了解，使學(xué)生關(guān)心科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展和新思想，逐步樹立科學(xué)世界觀的意識，有將科學(xué)服務(wù)于人類的使命感和責(zé)任感。“了解機械使用的歷史發(fā)展過程。認(rèn)識機械的使用對社會發(fā)展的作用”，關(guān)注的是學(xué)生在情感、態(tài)度與價值觀方面的發(fā)展，可以通過一些機械使用和發(fā)展的典型實例，讓學(xué)生體驗科學(xué)、技術(shù)和社會的關(guān)系。但是沒有必要介紹全面完整的機械發(fā)展歷史。對學(xué)生的評價也要側(cè)重于在學(xué)習(xí)過程中對科學(xué)、技術(shù)和社會的理解，以及由此而激發(fā)

3、的學(xué)習(xí)物理興趣和動力。1.2知識點介紹機械是能夠幫助人們降低工作難度或省力的工具裝置，像筷子、掃帚以及手表等物品都可以被稱為機械。機械有的簡單，有的復(fù)雜。不管多么復(fù)雜的機械，其構(gòu)成的基本元素均為桿、輪和鏈條，對復(fù)雜機械的認(rèn)識要從最簡單的機械入手。本節(jié)包括杠桿、滑輪兩部分。杠桿和滑輪均為簡單機械，杠桿是認(rèn)識滑輪的基礎(chǔ)，滑輪實質(zhì)上是變形的杠桿，有定滑輪和動滑輪之分，定滑輪是等臂杠桿，動滑輪是動力臂等于2倍阻力臂的杠桿。進(jìn)行“杠桿”教學(xué)時，應(yīng)先密切聯(lián)系日常生活或生產(chǎn)實踐活動，用羊角錘、板手等完成一定的任務(wù)，指出此類工具的使用具有共同的特點 繞一固定點轉(zhuǎn)動，得出杠桿的定義；再給出研究杠桿的相關(guān)概念：支

4、點、動力、阻力、動力臂、阻力臂?！案軛U的平衡條件”由實驗探究得出后，給出阿基米德的貢獻(xiàn)；應(yīng)用杠桿原理指出日常生活中杠桿的應(yīng)用特征，并進(jìn)行分類：省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿。進(jìn)行滑輪教學(xué)時，先聯(lián)系生活實際，引導(dǎo)學(xué)生體會學(xué)習(xí)滑輪知識的重要價值，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，接著介紹定滑輪和動滑輪。讓學(xué)生通過實驗探究，認(rèn)識“定滑輪能改變力的方向、動滑輪能省一半力”的使用特點。以此為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生簡單認(rèn)識滑輪組。1.3重點和難點“杠桿”教學(xué)的重點是通過實驗探究，獲得杠桿的平衡條件。能將杠桿從熟悉的工具中辨認(rèn)出來，會畫力臂是教學(xué)的難點?！盎啞苯虒W(xué)的重點是通過實驗探究，認(rèn)識動滑輪和定滑輪的使用特點。難點是理解滑輪

5、實質(zhì)上是變形的杠桿。二、教學(xué)設(shè)計2.1教材簡介蘇科版 第一節(jié) 杠桿 一、教材二、基本要求1、知道什么是杠桿，能從常見的工具工辨認(rèn)杠桿。杠桿是生活中常見的簡單機械，學(xué)生每天都會接觸竹筷、剪刀、書夾等工具，但僅僅只是會使用，沒有深入地研究這些工具在工作時的特點。本節(jié)內(nèi)容就是從學(xué)生熟悉的工具入手，引導(dǎo)學(xué)生探究其中隱含的物理規(guī)律，同時將學(xué)到的物理知識及科學(xué)研究方法（建立理想模型）與社會實踐結(jié)合起來，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課程理念。2、理解力臂的概念，會畫杠桿的力臂。研究杠桿涉及到的基本概念有：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂，其中對力臂的概念的理解，學(xué)生有較大的難度。學(xué)生學(xué)習(xí)的知識

6、基礎(chǔ)是“力與運動”章節(jié)獲得的“力是物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因”、“力的作用效果是使物體發(fā)生形變或改變物體的運動狀態(tài)”、“力的作用效果與力的三要素（大小、方向、作用點）有關(guān)”，這里的運動是平動。而杠桿的運動是轉(zhuǎn)動，是“力與運動”知識點的加深和拓展。對轉(zhuǎn)動而言，力的作用效果不僅與三要素有關(guān)，還與其力臂有關(guān)。從二力平衡發(fā)展到杠桿平衡，其間認(rèn)知的跨度較大，學(xué)生容易混淆，教學(xué)中盡可能通過實例分析，對照講解，使學(xué)生能夠理解兩者的區(qū)別和聯(lián)系。3、能通過實驗探究杠桿的平衡條件，會用杠桿平衡條件分析和處理問題。探究杠桿平衡條件時收集多組數(shù)據(jù)的目的是總結(jié)規(guī)律，而不是提高實驗的精確度，但實驗中仍然存在著測量的精確性

7、要求。4、能應(yīng)用杠桿平衡條件，對常見的杠桿類工具進(jìn)行分類。將杠桿知識應(yīng)用到日常生活和生產(chǎn)實踐中，強化STS（科學(xué)、技術(shù)、社會）教育。三、教學(xué)建議本節(jié)內(nèi)容由初識杠桿、探究杠桿的平衡條件、杠桿原理的應(yīng)用三部分構(gòu)成。1、初識杠桿教材開篇設(shè)置“拔圖釘”活動，意圖通過活動引領(lǐng)學(xué)生體會：“工具”是人類日常生活不可或缺的幫手，由此出發(fā)，分析類似工具工作時的共同特點，導(dǎo)入杠桿的概念?！鞍螆D釘”活動中，應(yīng)將圖釘按在密度較大的木板上，學(xué)生無法直接用手拔出來，必須借助工具。實驗使用杠桿的支點和阻力作用點間的距離較小，做演示實驗可見度差，應(yīng)做學(xué)生分組實驗，學(xué)生可以憑借已有的經(jīng)驗和能力將圖釘拔出?；顒咏Y(jié)束后每小組派一名

8、代表介紹并演示拔圖釘?shù)姆椒?，教師同時在黑板上畫出示意圖，總結(jié)幾種方法的共同特點，自然導(dǎo)入杠桿的概念。通過活動學(xué)生對硬棒、支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂等關(guān)鍵詞會有較深的影響，為探究杠桿的平衡條件打下基礎(chǔ)。力臂是杠桿的有關(guān)概念中，學(xué)生理解較為困難的概念。力臂是支點到力的作用線（沿力的方向所畫的直線）的距離，學(xué)生常常會把支點到力的作用點間的距離當(dāng)成力臂。教學(xué)時要多舉一些生活中常見的典型實例加以分析，比如推門 支點和力的作用點不變，推力的方向從與門垂直變到傾斜，要推動門，施出的力會越來越大，費力的原因是動力臂變小，從而說明力臂不是支點與力的作用點間的距離，而是支點到力的作用線的距離。指導(dǎo)學(xué)生畫力臂

9、要經(jīng)過三步：（1）確定支點的位置，（2）畫出力的作用線，（3）從支點到力的作用線用重線。教師強調(diào)作圖步驟的同時，要進(jìn)行示范性作圖（注意規(guī)范性），要讓學(xué)生多練習(xí)、多體會。2、探究杠桿的平衡條件經(jīng)歷“探究杠桿的平衡條件”后，學(xué)生常常認(rèn)為，杠桿只有在水平位置保持靜止才是處于平衡狀態(tài)，實際上無論杠桿水平還是傾斜，只要保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動都是平衡狀態(tài)。那么探究杠桿平衡條件的實驗中，為什么要求杠桿靜止時處于水平位置平衡呢？原因是實驗用的杠桿的支點很難與其重心重合。不將杠桿調(diào)整在水平位置平衡，杠桿所受的重力對杠桿的平衡會產(chǎn)生影響。初始將杠桿調(diào)整到水平位置平衡后，此時杠桿的重心仍位于支點的下方或上方，而不與支點

10、重合。施力后如果不回到水平位置，杠桿受到的重力依然會發(fā)生作用。杠桿在水平位置平衡，可為力臂的測量提供便利。由于動力和阻力通常都是豎直向下的，杠桿靜止時處于水平位置，能從杠桿上直接讀出力臂的大小。“探究杠桿平衡條件”的實驗中，學(xué)生通過實驗得出三組以上的數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)中有四個物理量。要讓學(xué)生通過討論找出四個物理量間的關(guān)系，教師不要輕易進(jìn)行提示或引導(dǎo)。課標(biāo)指出，對于多數(shù)探究活動來說，探究的過程比探究的結(jié)果更重要。在探究活動中，不要為了趕進(jìn)度而在學(xué)生還沒有進(jìn)行足夠的思考時草率得出結(jié)論，為了讓學(xué)生充分體驗探究的過程，應(yīng)該安排足夠的時間讓各種想法、各種觀點進(jìn)行充分的交流和討論。尋找實驗數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，分析

11、、處理實驗數(shù)據(jù)是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要途徑，不能為方便、省時，輕易地“走捷徑”，把結(jié)果過早的告訴學(xué)生，導(dǎo)致探究價值的缺失。一些學(xué)生會僅做出一組實驗數(shù)據(jù)就急于得出杠桿的平衡條件，甚至?xí)贸觥皠恿?+ 動力臂 = 阻力 + 阻力臂”的錯誤結(jié)論。對此教師應(yīng)進(jìn)行耐心引導(dǎo)，讓學(xué)生改變力或力臂后，再多做幾組實驗，找出普遍規(guī)律。3、杠桿原理的應(yīng)用杠桿的平衡條件亦稱杠桿原理，最早是由古希臘學(xué)者阿基米德提出的。應(yīng)用杠桿原理，日常生活中的杠桿類工具可分為三類：省力杠桿（動力臂大于阻力臂）、費力杠桿（動力臂小于阻力臂）、等臂杠桿（動力臂等于阻力臂）。竹筷、笤帚、船槳等都是費力杠桿，手推車、開瓶板手、羊角錘等都是省力

12、杠桿，托盤天平（桔槔）是等臂杠桿教材在“生活·物理·社會”欄目中介紹四種不同用途的剪刀 裁衣服、理發(fā)、剪鐵皮、修剪花技，學(xué)生可以依據(jù)日常生活經(jīng)驗，通過比較剪刀刀刃和手柄的長度，判斷省力還是費力。不僅如此，每種剪刀的省力情況還與被剪物體在剪刀中的位置有關(guān)。教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生視工具的實際工作情況，畫出杠桿示意圖，由圖中分析得出被剪物體離支點的遠(yuǎn)近，阻力臂越小或阻力臂與動力臂的比值越小。由公式F1 = （L2/L1）×F2可知，當(dāng)阻力F2不變時，力臂之比L2/L1越小，動力F1越小，杠桿越省力。對園藝師究竟使用哪些剪刀問題的回答，可由學(xué)生走出課堂、走出校門，進(jìn)行一些社會實

13、踐和調(diào)查，了解園藝師修剪不同的樹枝、不同的花草所選用的各種剪刀，并用課堂學(xué)到的杠桿知識進(jìn)行解釋，從而加深對杠桿知識的理解。人體的各種運動相當(dāng)復(fù)雜，但最基本的運動都是由骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的，教材著重介紹了手臂骨骼的杠桿原理。學(xué)生從教材圖11 9和圖11 10中能了解到，手臂受到阻力時，肌肉會對骨骼施加動力，但要求學(xué)生從圖中找出動力臂和阻力臂有一定的困難，教師應(yīng)在黑板上畫出簡明的手臂杠桿示意圖，標(biāo)明動力、阻力、阻力的作用點及方向，讓學(xué)生從圖中清楚了解手臂是怎樣的杠桿，從而能畫出動力臂和阻力臂。從阻力臂和動力臂的比值中能夠認(rèn)識到，手臂骨骼實質(zhì)上是費力杠桿。蘇科版 第二節(jié) 滑輪 一、基本要求1、利用吊

14、木箱、旗桿滑輪的應(yīng)用實例，結(jié)合“將木料運到樓上”的實際需求，由日常生活和生產(chǎn)實踐活動出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識定滑輪和動滑輪。2、經(jīng)歷實驗探究的過程，發(fā)現(xiàn)定滑輪和動滑輪的使用特點。使用定滑輪能改變力的方向，不能省力；使用動滑輪不能改變力的方向，但能省力一半。3、利用學(xué)過的杠桿知識，對定滑輪、動滑輪的工作過程進(jìn)行分析研究，初步認(rèn)識滑輪實質(zhì)上是變形的杠桿。4、知道將動滑輪和定滑輪組合成滑輪組，既可以省力又可以改變力的方向。教師可引導(dǎo)學(xué)生選擇身邊的器具自制滑輪組，如為教室的窗簾增加一個自動開合的拉線裝置，或者做一些小型起重工具，引導(dǎo)學(xué)生通過動手制作，加深對滑輪的認(rèn)識和理解。5、能識別日常生活和生產(chǎn)實踐中常見

15、的滑輪，能根據(jù)需要組裝簡單的滑輪組。6、以獲得的杠桿、滑輪知識為基礎(chǔ)，初步認(rèn)識輪軸和斜面等簡單機械。二、教學(xué)建議本節(jié)內(nèi)容由四部分組成：認(rèn)識定滑輪和動滑輪，探究定滑輪、動滑輪的使用特點，認(rèn)識滑輪組，初識輪軸和斜面。1、認(rèn)識定滑輪和動滑輪由于樓梯不夠?qū)?、樓層高，較長的裝修木料無法通過樓梯直接運上樓，如何將木料運到樓上是現(xiàn)實生活中遇到的真實問題。有實際生活經(jīng)歷的學(xué)生，會很快給出用“滑輪”吊運的方案；有的學(xué)生則會根據(jù)學(xué)習(xí)的杠桿知識，提出用杠桿撬運的方案，對些教師不應(yīng)過早的進(jìn)行否定，應(yīng)從杠桿的選取到支點的確定，組織學(xué)生進(jìn)行討論。再引導(dǎo)學(xué)生研討日常生活中，將物體由低處運到高處的典型事例 旗幟升至高處、木箱

16、吊運到樓上，將木料象旗幟一樣系于繩的一端或象木箱一樣吊在滑輪的下面，便能由低處運到高處?；嗊@種簡單機械指能繞軸轉(zhuǎn)動的輪子，滑輪使用時，軸的位置固定不動的滑輪，稱為定滑輪；軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪，稱為動滑輪。2、探究定滑輪、動滑輪的使用特點探究定滑輪的使用特點，實驗裝置中的滑輪與鐵架臺橫桿間的連接宜采用硬連接 - 用螺絲釘固定，不宜采用細(xì)繩連接。繩子自由端向下運動，繩子所受的拉力方向豎直向下，測量時要將彈簧測力計倒放（秤鉤朝上）。由于彈簧測力計的彈簧和秤鉤有一定的質(zhì)量，彈簧測力計的示數(shù)會略小于繩子的受到的拉力。要解決這一問題，一是增大實驗中所提升的鉤碼的質(zhì)量，鉤碼的質(zhì)量越大，彈簧測力

17、計的示數(shù)越接近繩子受到的實際拉力；二是測量前將彈簧測力計倒過來（提著秤鉤）進(jìn)行調(diào)零。探究動滑輪的使用特點，實驗時跨過定滑輪的兩段盡可能豎直。使用彈簧測力計進(jìn)行測量時，應(yīng)用彈簧測力計的秤鉤直接拉繩子的一端，用手握住彈簧測力計的外殼或與外殼相連接的小環(huán)。一般情況下，測量拉力時，要使秤鉤朝下，讓彈簧自然下垂，秤鉤受到的拉力方向沿著彈簧的軸線并豎直向下，示數(shù)才能比較準(zhǔn)確。教材在“讀一讀”欄目中，指出滑輪實質(zhì)是一個變形的杠桿。閱讀思考時應(yīng)結(jié)合實例和圖示，建立分析問題的形象基礎(chǔ)，突出動滑輪支點確認(rèn)的思維過程。學(xué)生只要見到“輪”，往往會順著思維的慣性，認(rèn)為圍繞轉(zhuǎn)動的支點一定在軸心。然而對動滑輪來說，軸是隨物

18、體一起運動的，其支點在滑輪的邊緣。要讓學(xué)生理解支點的位置，教師可用一個圓柱體，將其慢慢推上臺階進(jìn)行演示，或用一根直尺，一端吊起，中間掛重物，另一端向上拉。學(xué)生會根據(jù)學(xué)過的杠桿知識，很容易找到支點。滑輪隨重物一起運動，支點的位置不斷變化。動滑輪實質(zhì)上是無數(shù)根可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿的組合。3、認(rèn)識滑輪組課標(biāo)對滑輪組沒有明確的要求，教材也僅限定一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗，了解兩種不同的繞接方式組成的滑輪組的特點，教學(xué)時不宜隨意進(jìn)行加深和拓寬。滑輪組繞接實驗，由于拉線較細(xì)，演示時距離較遠(yuǎn)的學(xué)生不容易看清，應(yīng)分組由學(xué)生親自動手練習(xí)繞制由兩個滑輪構(gòu)成的最簡單滑輪組。實驗時應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生先

19、后繞出兩種滑輪組，其一是將繩子的一端固定在定滑輪上，由兩段繩子承擔(dān)物重；其二是將繩子的一端固定在動滑輪上，由三段繩子承擔(dān)物重。然后比較兩種繞法繞成的滑輪組提起相同質(zhì)量的鉤碼所用拉力的大小，比較拉力與鉤碼重的關(guān)系，總結(jié)繞線規(guī)律。繩與滑輪組間的摩擦雖然對實驗有較大的影響，但本節(jié)課中不要過多分析和討論，可以告訴學(xué)生，學(xué)習(xí)機械效率時再進(jìn)行討論。4、初識輪軸和斜面教材在“生活·物理·社會”欄目中重點介紹了輪軸，并用杠桿平衡條件分析輪軸省力的原因。提到輪軸學(xué)生可能感到生疏，但對門的把手、汽車方向盤、扳手都很熟悉。教學(xué)中應(yīng)聯(lián)系實際，畫出門把手、扳手等輪軸的杠桿示意圖，找出其動力、阻力并畫

20、出力的示意圖。讓學(xué)生在杠桿示意圖中畫出動力臂和阻力臂。使用輪軸通常是為省力，但有時也為達(dá)到省距離的目的。如果動力作用在軸上，阻力作用在輪上，便是費力省距離的輪軸。例如測量距離的皮卷尺，收卷尺時轉(zhuǎn)動小搖把，就是費力省距離的輪軸的應(yīng)用。斜面的介紹僅提供輪椅通行的斜坡和盤山公路實例，目的是為“功”的教學(xué)做前期鋪墊。教師引領(lǐng)學(xué)生感知“建筑物入口處供輪椅通行的斜面”時，應(yīng)有意識引領(lǐng)學(xué)生感受關(guān)受殘疾人是全社會的責(zé)任。人教版 第四節(jié) 杠桿 一、教材二、教學(xué)建議：簡單機械在生產(chǎn)實踐和日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能利用簡單機械改變力的大小和方向。知道簡單機械既可以單獨使用，也常出現(xiàn)在復(fù)雜的機

21、器中。簡單機械的知識，是理解復(fù)雜機械的基礎(chǔ)，初中階段學(xué)好這部分知識具有重要實際價值。 本節(jié)的知識跟日常生活和生產(chǎn)實踐活動聯(lián)系密切，學(xué)生也有這方面的感性認(rèn)識，教學(xué)中要注重訓(xùn)練以實驗為手段，探索自然奧秘的科學(xué)思想和方法，注意聯(lián)系實際把知識學(xué)活，要多舉實例，引導(dǎo)學(xué)生分析。可以結(jié)合所學(xué)的知識進(jìn)行小實驗、小制作、小發(fā)明，培養(yǎng)學(xué)生運用知識的能力，發(fā)展他們的創(chuàng)造精神。本節(jié)內(nèi)容由機械、杠桿、杠桿的平衡條件和杠桿原理的應(yīng)用四部分組成。1、機械通過列舉日常生活常用的機械如提升重物的起重機、計時的手表、開瓶板手等，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識機械，知道機械的發(fā)明和使用，始終伴隨著人類社會的發(fā)展；機械有的簡單，有的復(fù)雜。復(fù)雜的機械是

22、由簡單機械組成的。2、杠桿杠桿是最基本的一種簡單機械，是認(rèn)識滑輪、輪軸等其他一些簡單機械的基礎(chǔ)。教學(xué)時可先讓學(xué)生閱讀課文引言，引起學(xué)習(xí)杠桿的興趣。然后列舉一些生活中常見的杠桿，如撬棒、蹺蹺板、抽水機等。抽象出杠桿的特征，使學(xué)生對杠桿有初步的認(rèn)識。引導(dǎo)學(xué)生分析用撬棒撬石頭的示意圖，結(jié)合圖片傳授什么是杠桿的支點，找出作用在撬棒上的動力（人的作用力）和動力作用點，阻力（石頭的壓力）和阻力作用點等概念，再講述什么是力臂和怎樣確定力臂。然后訓(xùn)練學(xué)生尋找動力、動力作用點、阻力、阻力作用點和支點，畫出動力臂和阻力臂的能力。點到線的距離，學(xué)生在數(shù)學(xué)課中已學(xué)過，可以先讓學(xué)生回憶數(shù)學(xué)課中的知識，而后講力臂概念，但

23、很多學(xué)生盡管能正確說出定義而遇到實際問題時仍把支點到動力或阻力作用點的距離作為力臂。對于上述學(xué)生易犯的錯誤，需要在后續(xù)的學(xué)習(xí)和練習(xí)中多次強調(diào)和糾正，才能解決。本節(jié)課開始介紹這些概念時，強調(diào)一下就可以了。教學(xué)時教師盡可能結(jié)合實例，示范畫抽象的杠桿示意圖，即用一條直線、折線或曲線代表杠桿實物，用一個點（或一個小三角形的頂點）代表轉(zhuǎn)動軸，這樣的示意圖，有利于抽象出共同特征，培養(yǎng)學(xué)生的抽象能力。有適當(dāng)?shù)膾靾D、投影片的學(xué)校應(yīng)充分發(fā)揮它們的效能。3、杠桿的平衡條件通常杠桿是在平衡或非常接近平衡的情況下使用的。當(dāng)杠桿在動力和阻力作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。杠桿平衡問題的提出，可通過推門比賽：一個大力士

24、在離門軸很近的地方推門，而一個力氣較小的人在門把附近往相反方向推門，結(jié)果力氣小的人獲勝，或用撬棒撬起大石塊。引導(dǎo)學(xué)生提出問題：為什么大力士會推不過力氣較小的人呢？怎樣才能用更小的力撬起大石頭呢？等等。也就是說，杠桿平衡時，動力、動力臂與阻力、阻力臂之間有什么關(guān)系呢？然后讓學(xué)生提出各種假設(shè)、猜想，按照課本提示，獨立完成探究過程。應(yīng)向?qū)W生介紹清楚，實驗中哪個是動力、哪個是阻力，是人為規(guī)定的。實驗結(jié)束后，在課堂上討論各自的實驗結(jié)果，教師參與學(xué)生的數(shù)據(jù)分析，最后引導(dǎo)學(xué)生得出杠桿的平衡條件。動力×動力臂 = 阻力×阻力臂 或?qū)懽?F1L1 = F2L2探究結(jié)束后，可以組織學(xué)生討論：如

25、何利用“動力×動力臂 = 阻力×阻力臂”這一結(jié)論，解釋“為什么大力士會推不過力氣較小的人”，解決“怎樣才能用更小的力撬起大石頭”的問題。4、杠桿原理的應(yīng)用杠桿的平衡條件又稱杠桿原理，應(yīng)用杠桿原理對常見的杠桿類簡單機械進(jìn)行分類，明確省力、費力和等臂三種杠桿的特點，并結(jié)合實例說明它們的優(yōu)缺點，讓學(xué)生了解杠桿的各種用途。日常生活中應(yīng)用杠桿的例子很多，可在課后讓學(xué)生找出一兩件實物（如自行車剎把、指甲鉗、筷子等），分析它們的工作原理。使學(xué)生加深對杠桿的理解。“小小彈簧秤 稱出大象重”這段材料的目的是進(jìn)行“情感、態(tài)度與價值觀”教育，讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識科學(xué)是有用的，要求學(xué)生自己閱讀、思考，

26、課后組織學(xué)生進(jìn)行“利用測力計和細(xì)桿稱西瓜”之類的活動。人教版 第五節(jié) 其他簡單機械 除杠桿之外，滑輪、輪軸、斜面等也都是常用的簡單機械。教學(xué)時可先讓學(xué)生觀察并說明科學(xué)漫畫 比誰重。圖中的滑輪是定滑輪，觀察到的事件發(fā)生過程是瘦子看到一個胖子正在用定滑輪把重物拉上樓去，胖子讓瘦子替自己拉著重物，自己上樓去取重物，胖子到了樓上，看到瘦于沒有拉住重物，反而被重物提上了樓。故事隱含的物理內(nèi)涵能激發(fā)學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生探究滑輪的奧秘。教學(xué)建議：本節(jié)內(nèi)容由認(rèn)識定滑輪和動滑輪、比較定滑輪和動滑輪的特點、滑輪組、輪軸和斜面四部分組成。1、定滑輪和動滑輪學(xué)生最熟悉的定滑輪應(yīng)用實例，是學(xué)校旗桿的頂端裝有定滑輪，可

27、先讓學(xué)生觀察旗桿上的定滑輪，讓他們討論定滑輪的用處。再向?qū)W生演示定滑輪和動滑輪的作用，要把重物提到高處，可以使用固定在高處的定滑輪，也可以用隨同重物一起上升的動滑輪。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識清楚定滑輪的軸固定不動，動滑輪的軸隨物體一起運動，從而提出問題：使用這兩種滑輪能給我們帶來什么好處呢？2、比較定滑輪和動滑輪的特點要求學(xué)生按照課本列出的步驟動手實驗，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、探究。探究定滑輪的作用時，先用彈簧測力計直接把鉤碼提起來，再用定滑輪把鉤碼提起來，在誤差范圍內(nèi)彈簧測力計的兩次示數(shù)可以看作是相等的。這個實驗的主要誤差是彈簧測力計彈簧本身重量引起的。這一實驗減小誤差的辦法是盡可能選用重的鉤碼（當(dāng)然不能超出彈簧

28、測力計的稱量限度），使彈簧測力計本身受到的重力的影響相對減小。 探究動滑輪的作用時，通過動滑輪把鉤碼提起來。這里要注意的是：跨過動滑輪的兩段繩子一定要平行（初中不要涉及兩段繩不平行的情況）。當(dāng)鉤碼重遠(yuǎn)大于動滑輪重時，動滑輪重才可忽略不計。因此實驗時，鉤碼應(yīng)盡量重些（不能超過彈簧測力計的稱量限度）。 探究結(jié)束后，讓學(xué)生在課堂上討論探究結(jié)果，最后得出結(jié)論：使用定滑輪不省力，但是能改變力的方向；使用動滑輪能省一半的力。需要改變力的方向時，使用定滑輪；而需要省力時就要使用動滑輪。3、滑輪組將定滑輪和動滑輪組合起來使用，可達(dá)到既省力、又能改變力的方向的效果。滑輪組問題可做適當(dāng)介紹，但不要深究。4、輪軸和

29、斜面輪鈾和斜面也是常用的簡單機械，教師可在課堂上作一些簡單的介紹。螺絲釘和盤山公路是簡單斜面的變形。2.2 設(shè)計理念杠桿、滑輪等簡單機械是由人類在生產(chǎn)勞動實踐中創(chuàng)造的一些簡單生產(chǎn)工具發(fā)展演變而來的，除包括課本中介紹的杠桿、輪軸、滑輪外，還包括斜面、劈、螺旋等，與學(xué)生的日常生活關(guān)系非常密切。學(xué)生對竹筷、指甲鉗、鋼絲鉗等均很熟悉，但對其中蘊含的物理原理缺少認(rèn)識和思考，甚至對一些問題的理解存在著錯誤的觀點。針對這一情況，提出以下設(shè)計理念。（1）密切聯(lián)系日常生活和生產(chǎn)實踐，依托學(xué)生生活經(jīng)驗，滲透“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。通過“拔圖釘”的活動，引領(lǐng)學(xué)生感悟螺絲刀、鋼絲鉗、羊角錘等生活

30、中常用工具的工作時的共同特點；利用螺絲刀撬圖釘?shù)膶嵗o出研究杠桿的相關(guān)概念。課程內(nèi)容貼近學(xué)生生活，符合學(xué)生的認(rèn)知特點，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)習(xí)杠桿平衡條件后，進(jìn)一步應(yīng)用杠桿原理對日常生活中的工具進(jìn)行分類、解釋多種剪刀的選用和人體中的杠桿問題。通過探索物理現(xiàn)象，揭示隱藏其中的物理規(guī)律，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)生活實際，培養(yǎng)學(xué)生終身探索的興趣、良好的思維習(xí)慣和初步的科學(xué)實踐能力。（2）精心組織安排探究實驗，創(chuàng)新使用身邊的物體做簡單的小實驗，調(diào)動學(xué)生參與活動和思考的主動性，積極建構(gòu)思維的科學(xué)性。改變傳統(tǒng)物理課程過分強調(diào)知識傳承的傾向，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法

31、，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識。改革以書本為主、實驗為輔的教學(xué)模式，關(guān)注物理教學(xué)實驗的主導(dǎo)地位，提倡學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)。教師可引導(dǎo)學(xué)生利用塑料尺、文具盒、橡皮模擬用撬棒撬動石塊的勞動場景，指出其中的支點、動力、阻力和動力臂、阻力臂；將粗木棒斷成象棋子的大小，刻以凹槽制作滑輪，展示滑輪的使用特點。（3）充分利用多媒體教學(xué)的形象、直觀特點，關(guān)心科技發(fā)展。簡單機械的發(fā)展史，伴隨著人類的產(chǎn)生和社會的進(jìn)步，非常古老，但它在現(xiàn)代各種機械和儀器中仍然被廣泛采用。許多復(fù)雜的機器都是由不同形式的簡單機械組合而成的，航天飛機的機械臂、深空探索衛(wèi)星太陽帆板的展開和轉(zhuǎn)動、深海探測艙密封門的鎖定等。因

32、此可以說簡單機械是現(xiàn)代機械的基礎(chǔ)之一。教學(xué)中可利用多媒體播放嫦娥二號衛(wèi)星發(fā)射的視頻、動畫，播放港口、建筑工地起重機裝卸、吊運貨物場景；利用多媒體展示各種簡單機械的原理圖片等，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展和新思想，了解自然界事物的相互聯(lián)系，逐步樹立科學(xué)的世界觀。2.3 教學(xué)案例教學(xué)內(nèi)容：蘇科版9年級第十一章第一節(jié) 延伸人體的神臂 - 杠桿杠桿教案一、教材分析1、課程理念素質(zhì)教育是一種理想、一種價值觀，同時也是一種境界。它是面向全體學(xué)生的教育，是全面發(fā)展的教育，是促進(jìn)學(xué)生個性發(fā)展的教育，是以培養(yǎng)創(chuàng)新精神為重的教育。課堂教學(xué)是素質(zhì)教育的主渠道，9年級學(xué)生雖有一定的抽象思維能力，但理性思維水平較低，仍

33、以感性思維為主。按照物理課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念，初中物理課堂要注重全體學(xué)生的發(fā)展，改變學(xué)科本位的觀念。從生活走向物理，從物理走向社會。注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式的多樣化。注意學(xué)科滲透，關(guān)心科技發(fā)展。杠桿教材基本編制思路是通過兩個“活動”、兩個“生活·物理·社會”以及“信息庫”欄目來達(dá)成學(xué)生對杠桿概念、原理及其應(yīng)用的把握。兩個“活動”，一是拔圖釘；二是探究杠桿的平衡條件。兩個活動所研究的對象雖均為杠桿，但研究的側(cè)重點不同。學(xué)生通過拔圖釘活動，再現(xiàn)生活情景激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，初步認(rèn)識杠桿，進(jìn)而熟悉杠桿的五要素，并能用作圖法表示。而活動二屬于通過定量測量探究物理規(guī)律的實驗，設(shè)計實驗方案進(jìn)行

34、實驗，獲取和分析數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件。然后應(yīng)用杠桿的平衡條件分析活動一中拔圖釘?shù)睦訉⒏軛U進(jìn)行分類，再結(jié)合例題的作圖計算加深對動力、阻力、力臂以及杠桿平衡條件的理解。兩個“生活物理社會”欄目分別介紹生活中的四種剪刀特點和人體中的杠桿，學(xué)生進(jìn)一步體會到生活中處處有物理知識，從而有效地調(diào)動學(xué)習(xí)物理的積極性，更好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。利用“信息庫”欄目介紹我國古人對杠桿的研究和應(yīng)用，以及當(dāng)代歐美高科技產(chǎn)品 航天飛機上的機械臂。從古至今，從國內(nèi)到國外，由淺入深體現(xiàn)物理課程標(biāo)準(zhǔn)的要求“了解機械使用的歷史發(fā)展過程。認(rèn)識機械的使用對社會發(fā)展的作用。”2、學(xué)習(xí)目標(biāo)1）利用常用工具，認(rèn)識杠桿，知道與杠桿有關(guān)

35、的概念，會作出杠桿力臂的示意圖。2）通過科學(xué)探究，總結(jié)杠桿平衡條件。3）能應(yīng)用杠桿原理對杠桿進(jìn)行分類，能辨識生活中的杠桿。3、重點難點重點：力臂的概念、杠桿的平衡條件。難點：畫力臂、歸納杠桿的平衡條件。二、教法設(shè)計1、課型課時本節(jié)屬科學(xué)探究型課。課時：3課時。第1課時：認(rèn)識杠桿的概念，會作杠桿力臂示意圖。第2課時：經(jīng)歷科學(xué)探究過程，探究杠桿的平衡條件。第3課時：應(yīng)用杠桿平衡條件，對杠桿進(jìn)行分類。能辨識生活中的杠桿。2、教學(xué)策略從學(xué)生生活中熟悉的許多杠桿類工具談起，認(rèn)識杠桿。通過學(xué)生主動觀察、分析、猜想、探究，從而得到杠桿概念及其平衡條件。教學(xué)要體現(xiàn)“從生活走向物理”的基本理念，盡量貼近學(xué)生生活

36、，使學(xué)生體驗到生活中物理知識無處不在，從而激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法的同時，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、實踐能力及創(chuàng)新意識。三、教具和學(xué)具木板、圖釘、羊角錘、螺絲刀、起子、酒瓶、衣服夾，鐵架臺、鉤碼、彈簧測力計、杠桿，竹筷、剪刀等。四、教學(xué)過程認(rèn)識杠桿介紹杠桿的概念，辨識生活中的杠桿問:木板上釘了一只圖釘，你能用手把它拔出來嗎?學(xué)生動手力圖拔出圖釘，但是很難拔出來。師:在你們面前的實驗桌上提供有螺絲刀、鉗子、釘錘和木塊，你怎樣利用這些器具把圖釘拔出來?學(xué)生開始積極踴躍地動起手來。問:哪位同學(xué)能起來回答一下你是怎樣把圖釘拔出來的?學(xué)生爭先恐后地舉手回答。師:小組討論一下哪種方法更方

37、便、更省力?（在實驗前已經(jīng)分好小組，3人一組，每小組一個實驗桌）實驗小組開始激烈討論。提問小組討論的結(jié)果。重點歸納出幾種是利用杠桿拔出圖釘?shù)姆椒ǎ瑸楹竺娴慕虒W(xué)做好準(zhǔn)備。師:我們的日常生活中也有許多類似的方法來完成任務(wù)，請看一段動畫片段。PPT展示:打開啤酒瓶的動畫片段；衣服夾子的動畫片段。問:這些工具在工作時有什么共同特點?學(xué)生回答:都要動。問:怎樣動?學(xué)生回答:轉(zhuǎn)動。引出定義:在物理學(xué)中，將一根在力的作用下可繞一固定點轉(zhuǎn)動的硬棒稱作杠桿。介紹支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。利用投影儀一步一步標(biāo)示支點、動力、阻力（可直接在投影的紙張上標(biāo)示出來）。然后在投影的紙張上示范畫出動力臂、阻力臂并指出

38、從支點向一個力作出的垂直距離就叫力臂。學(xué)生練習(xí):作出圖中的動力臂與阻力臂。（注意:練習(xí)的設(shè)計要簡單，緊扣知識點，且盡量是日常生活中學(xué)生經(jīng)常接觸到的例子）在學(xué)生練習(xí)時教師可對不會畫的學(xué)生個別指導(dǎo)，注意語氣要親切，不可打擊學(xué)生的積極性。師講解與評價:收幾份畫得比較好的圖，利用投影儀展示一下，這樣做既可以起到表揚作用，又可以為其他學(xué)生展示一個正確的規(guī)范解答。再強調(diào)一下畫圖的方法與注意點。探究杠桿平衡條件 經(jīng)歷科學(xué)探究過程，歸納杠桿原理。PPT動畫展示:一個是會挑水的人挑起兩桶水的動畫；一個是不會挑水的人只挑起其中一只桶的滑稽畫面。旁白:我就納悶了，挑同樣的兩桶水，我和他差別咋就那么大呢?師:沒有挑起

39、兩桶水的那個人不知道杠桿的平衡條件，即杠桿在什么情況下能夠平衡。那你們猜猜看，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間滿足什么樣的關(guān)系，杠桿才能平衡呢?學(xué)生開始踴躍表達(dá)自己的猜想。師:你們能不能利用實驗桌上的器材就你的猜想設(shè)計一個實驗，探究我們實驗桌上的杠桿在什么情況下能夠水平平衡?補充:本實驗中的杠桿當(dāng)然在水平位置、傾斜位置都可以靜止（即平衡），我們就以水平平衡為例探究一下杠桿的平衡條件。另外杠桿在水平位置平衡，也給我們的測量帶來方便。提問幾個學(xué)生:請把你的實驗設(shè)計給大家說一下。師:你們討論一下他們這幾個實驗方案，如何改進(jìn)?師總結(jié):通過你們的討論，我們就以大多數(shù)人贊同的步驟進(jìn)行實驗:鉤碼和彈簧測力計的

40、位置保持不變，改變鉤碼的數(shù)量，記下彈簧測力計的示數(shù)和鉤碼的重力、動力臂、阻力臂。鉤碼的數(shù)量和位置保持不變，改變鉤碼的位置，記下彈簧測力計的示數(shù)和鉤碼的重力、動力臂、阻力臂。鉤碼的數(shù)量和彈簧測力計的位置保持不變，改變鉤碼的位置，記下彈簧測力計的示數(shù)以及鉤碼的重力、動力臂、阻力臂。師:下面你們開始實驗，實驗中一定要細(xì)致認(rèn)真，記錄一定要實事求是。（在學(xué)生操作中指導(dǎo)他們分好工，在初中探究教學(xué)中，經(jīng)常會出現(xiàn)一人包辦，幾個人旁觀的現(xiàn)象，指導(dǎo)他們合作探究，強調(diào)不能一人包辦）學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。（數(shù)據(jù)分析的方法在以前的教學(xué)中已經(jīng)指導(dǎo)過，如:觀察數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，分析數(shù)據(jù)間的數(shù)值關(guān)系，等等，學(xué)生已經(jīng)能夠獨立進(jìn)行初步

41、的數(shù)據(jù)分析）學(xué)生得出結(jié)論。師:哪位同學(xué)能把你得到的結(jié)論給大家說說?學(xué)生都積極舉手回答。師:還有沒有不同的結(jié)論?個別學(xué)生舉手回答。師:你們小組之間對這些結(jié)論進(jìn)行交流討論。師總結(jié)學(xué)生的結(jié)論，并用PPT展示:動力×動力臂 = 阻力×阻力臂。杠桿原理的應(yīng)用應(yīng)用杠桿原理對日常生活中的杠桿類工具進(jìn)行分類。指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，知道杠桿平衡條件也稱為杠桿原理阿基米德是較早研究杠桿原理的學(xué)者。應(yīng)用杠桿原理對常見的器具進(jìn)行分類。省力杠桿：動力臂大于阻力臂。費力杠桿：動力臂小于阻力臂。等臂杠桿：動力臂等于阻力臂。天平、手推車、竹筷、笤帚、船槳、剪刀、指甲鉗等。自主學(xué)習(xí)用杠桿“稱”象。合作、思考、討

42、論。五、作業(yè)布置1、指出羊角錘、鑷子、釣魚竿等杠桿類器具工作時的支點、動力、阻力和動力臂、阻力臂。2、列舉日常生活中杠桿類工具，并對其進(jìn)行分類。2.4 案例評析1、本節(jié)課以設(shè)問方式并讓學(xué)生嘗試各種方法拔圖釘引入新課，創(chuàng)設(shè)學(xué)生積極參與探索的良好氛圍；借助多媒體展示，使學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境中學(xué)習(xí)和思考；習(xí)題的設(shè)計方面，不求難度，只求對這節(jié)課概念的理解，學(xué)生做起來既容易，又增強自信，激發(fā)興趣。2、在指導(dǎo)學(xué)生探究的過程中，強調(diào)細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)、實事求是，不出假數(shù)據(jù)；在實驗小組內(nèi)，強調(diào)不能一人包辦，別人旁觀，要養(yǎng)成良好的合作意識；在得出結(jié)論環(huán)節(jié)，發(fā)動學(xué)生組間討論，培養(yǎng)了學(xué)生積極參與交流討論的科學(xué)素質(zhì)；在介紹阿基

43、米德的故事中，告訴學(xué)生要大膽想象、勇于創(chuàng)新。3、在課題引入環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境中，提供日常生活中常用的螺絲刀、鉗子、釘錘；在習(xí)題設(shè)計環(huán)節(jié)，以生活中常見的抽水機井把、起吊機的伸縮臂、公園里的蹺蹺板為問題載體；在鞏固與應(yīng)用中，以扁擔(dān)為背景而設(shè)疑。以生活中常見的事物介紹物理，從而向?qū)W生滲透物理知識來源于生活，又服務(wù)于生活的理念；引導(dǎo)學(xué)生從生活走進(jìn)物理，從物理走向社會。三、實驗探究3.1探究目標(biāo)1、通過實驗探究，歸納杠桿的平衡條件。2、經(jīng)歷探究實驗的過程，總結(jié)定滑輪、動滑輪使用的特點。3.2探究過程1、探究杠桿的平衡條件。杠桿平衡時，其動力、阻力和動力臂、阻力臂間是否有一定的關(guān)系？存在著怎樣的關(guān)系？問題來自于對杠桿特性的深入。同時問題明確設(shè)計實驗方案時，要將杠桿作為研究對象，收集的實驗數(shù)據(jù)是杠桿處于平衡時，作用其上的動力、阻力和動力臂、阻力臂的量值。測量力的工具是彈簧測力計，測量長度的工具是刻度尺。為避免測量獲得數(shù)據(jù)的特殊性，尋找到具有普遍性的規(guī)律，應(yīng)刻多測量幾組數(shù)據(jù)。實驗室所用的杠桿，是一根兩端裝有調(diào)零螺母，帶槽、中央有小孔的刻度尺。槽內(nèi)夾有能移移動的鉤碼掛鉤。實驗時首先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，此時杠桿的重心位于支點上，或在支點的上方（或下方）。然后在杠桿的兩邊分別掛上鉤碼或左邊掛鉤碼，右邊用彈