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關(guān)于《杠桿的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)
關(guān)于《杠桿的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)理念
充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，通過對身邊的各種杠桿的探究，激發(fā)學(xué)生探究熱情，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，讓學(xué)生熱愛生活，讓課堂充滿活力，使知識的傳承在探究過程中不知不覺地完成，從而縮短生活與物理的距離，讓學(xué)生真切地感悟到：學(xué)習(xí)就是生活，物理就在身邊。
二、教學(xué)目標(biāo)
●知識與技能：通過探究，學(xué)生知道省力、費(fèi)力、等臂等不同類型的杠桿及其特征，能從身邊的物品中抽象出理想的杠桿模型──硬棒，并能指出它們的支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂和阻力臂，從而分辯其類型。
●過程與方法：通過對杠桿的探究，讓學(xué)生逐步學(xué)會透過現(xiàn)象認(rèn)識事物本質(zhì)的方法，從而培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和用科學(xué)的方法解決問題的能力。
●情感、態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)交流與合作的能力和學(xué)習(xí)物理的興趣，對學(xué)生進(jìn)行安全教育、辯證唯物主義教育和科學(xué)人文教育。
三、教學(xué)器材
1．教師備用：剪刀（兩種）、羊角錘（木板、釘子）、電工鉗、訂書機(jī)、鑷子、瓶蓋起子、啤酒一瓶（沒開啟）。
2．學(xué)生自備：每個(gè)學(xué)生自備2～3件屬于杠桿的生活用品。
四、教學(xué)重、難點(diǎn)
從具有復(fù)雜的機(jī)械外形的生活用品中抽象出理想的杠桿模型──硬棒。
五、教學(xué)過程
1．杠桿的識別：（板書）（復(fù)舊引新）
教師：上次課我們了解到了杠桿的有關(guān)知識，老師在黑板上畫了一杠桿，請大家標(biāo)出動力F1和阻力F2的力臂。
圖1
教師肯定學(xué)生正確的畫法，并說明：其實(shí)，老師畫的這根杠桿就是從圖1（甲）中抽象出來的硬棒，去掉石頭、不考慮棒的形狀和粗細(xì)，得到了理想的杠桿模型──硬棒，這樣我們簡化了研究對象，容易識別杠桿。
圖2圖3
教師：大家能從圖2和圖3的剪刀中抽象出簡單的杠桿模型嗎？
學(xué)生各自畫出了帶半圓形手柄剪刀的杠桿模型。
教師：剪刀上的半圓形手柄是起什么作用的？對于我們研究杠桿是否有實(shí)際意義呢？
學(xué)生：半圓形手柄是為操作方便設(shè)計(jì)的，對研究杠桿無實(shí)際意義。
教師：對，這是我們研究杠桿的次要因素。我們不僅要透過復(fù)雜的機(jī)械外形找到杠桿的本質(zhì)的東西──硬棒，而且還要找到其主要因素，忽略次要因素，這是認(rèn)識事物、研究問題的一般方法。
圖4圖5
學(xué)生不僅能畫出圖2（乙）、圖3（乙）中的杠桿模型，而且還能正確畫出圖4（乙）、圖5（乙）所示的杠桿模型。
教師：觀察用羊角錘拔釘子的情況，如圖6（甲）所示，并畫出其杠桿模型──硬棒。
學(xué)生用自帶的羊角錘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且一邊實(shí)驗(yàn)，一邊畫圖，教師在教室里巡回觀察，發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生得到了圖6（乙）所示的模型。
教師：錘頭是我們要考慮的主要因素嗎？
學(xué)生：錘頭部分也可忽略，它也是次要因素，完全可畫成圖6（丙）那樣。
教師：非常正確……
學(xué)生：（突然提問）：我在使用羊角錘時(shí)，發(fā)現(xiàn)拔釘子還有一種方法，如圖7所示。（其他學(xué)生按這位同學(xué)提的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并畫出了圖7（乙）所示的杠桿模型，效果不錯）
圖6圖7圖8圖9
教師：（高興地）這就是創(chuàng)新，敢于提出與教材上不同的想法和做法，這是科學(xué)家們可貴的創(chuàng)新精神，這種精神值得大家學(xué)習(xí)。
2．杠桿的分類（板書）
教師：大家能通過觀察和思考對以上杠桿進(jìn)行分類嗎？
學(xué)生1：我認(rèn)為杠桿可分兩類：一是直杠桿；二是彎杠桿。
教師：不錯，這位同學(xué)觀察的非常仔細(xì)。還有其它分類方法嗎？
學(xué)生2：我認(rèn)為可把杠桿分為兩類：一是有固定支點(diǎn)的；一類是支點(diǎn)可移動的。如撬石頭的杠桿的支點(diǎn)可移動。
教師：也不錯。圖1中的杠桿支點(diǎn)可以根據(jù)需要來移動。
學(xué)生3：我認(rèn)為按動力臂和阻力臂大小關(guān)系把杠桿可以分為三類：一是L1＞L2，二是L1＜L2，三是L1＝L2。
學(xué)生4：我按動力和阻力的大小關(guān)系把杠桿分為三類：①F1＞F2②F1＜F2③F1＝F2。
教師：以上幾位同學(xué)對杠桿的分類都不錯，哪種分類對我們的應(yīng)用有實(shí)際意義呢？
學(xué)生5：后兩種分類更有實(shí)際意義。如前面談到的剪刀，作為理發(fā)用的就更注重省距離了，使用時(shí)可以方便地剪下更多的頭發(fā)，畢竟剪頭發(fā)并不很費(fèi)力。
學(xué)生6：后兩種分類實(shí)質(zhì)上是一樣的，根據(jù)公式，①當(dāng)L1＞L2時(shí)，F(xiàn)1＜F2省力費(fèi)距離；②當(dāng)L1＜L2時(shí)，F(xiàn)1＞F2費(fèi)力省距離③當(dāng)L1＝L2時(shí)，F(xiàn)1＝F2，既不省力，又不省距離。
教師：這位同學(xué)對杠桿的分類已講的十分清楚了。當(dāng)生活中更需要省力時(shí)，就使用L1＞L2的杠桿，當(dāng)生活中更需要省距離時(shí)，就使用L1＜L2的杠桿。任何事物總是有它的兩面性，我們要學(xué)會一分為二地看待事物、研究問題。
教師：那既不省力又不省距離的杠桿有什么用呢？
學(xué)生：精密的測量工具──天平就是這種杠桿。
教師：非常正確。
學(xué)生：（突然提問），我覺得圖3并不一定是費(fèi)力杠桿，我在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)：剪刀刀口受力的部位往往在刀口的中部或離支點(diǎn)較近的部位。當(dāng)然也有剪刀刀口尖端受力的情況，這屬于費(fèi)力杠桿。
教師：（驚呀）是這樣嗎？
大家認(rèn)真地實(shí)驗(yàn)，果真如此。全班同學(xué)認(rèn)可。
教師：看來，我們研究問題不能單憑想象，也不能僅看表象，輕易地下結(jié)論。還是實(shí)踐出真知……
學(xué)生：（突然提問）我發(fā)現(xiàn)用瓶蓋起子起蓋時(shí)，除了圖8所示的外，還有象圖9那樣的一種起法。
教師：是這樣嗎？你來給同學(xué)們演示一下。
這位同學(xué)稍不注意，用圖9那樣的方法把啤酒瓶蓋起開了，全班同學(xué)都樂了。
教師：（高興吧）我發(fā)現(xiàn)你們正在走科學(xué)家的路，非常不錯。你們身上巨大的`潛能正在被開發(fā)……
3．見過的杠桿：（板書）
教師：今天，大家?guī)砹四男┪锲�，你們能正確說出它們屬哪一類杠桿呢？
學(xué)生你一言我一語地議論開了，并把自己帶來的身邊的物品拿出觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、研究，教室里五十四位同學(xué)二十七個(gè)探究小組呈現(xiàn)了一派熱鬧景象：其中，有學(xué)生帶來了剪刀、瓶蓋起子、鑷子、電工鉗、打火機(jī)、訂書機(jī)、筷子、眼鏡架、夾子、折疊傘等，有的說課本、課桌蓋也是杠桿。更有趣的是一位學(xué)生把父親的釣魚桿也帶來了，為了安全，教師用黑板擦換下了魚鉤。這位同學(xué)一邊做著釣魚的精彩動作一邊解說：如果有了大魚，就用不著考慮省力了，需要再大的力也使得出，關(guān)鍵是省距離，右手稍微向下壓桿，就把魚釣出水面并落到岸上，多爽！大家看了這位同學(xué)的表演，都捧腹大笑起來……
教師：只要大家關(guān)注生活，物理知識的應(yīng)用無處不有�，F(xiàn)在大家?guī)淼奈锲肺乙训怯浽诤诎迳�，沒有帶來的或不好帶的生產(chǎn)、生活工具但你見過的還有哪些呢？
平靜的課堂一會兒又沸騰起來了，大家爭先恐后地列舉了許多例子：炒菜用的鍋鏟、蹺蹺板、門窗、板車、縫紉機(jī)踏板，家用垃圾筒的踏板和后臂、鋤頭、家用活塞式抽水機(jī)的手柄、扁擔(dān)、桿秤……更有趣的是一位同學(xué)舉了船槳的例子。
教師：你乘過這種有船槳的小船嗎？
學(xué)生：乘過。
教師：太美了，你乘船的情景一定很有“小橋·流水·人家”的生活情趣吧！這是勤于觀察、熱愛生活的表現(xiàn)。（全班大笑）
師生共同探究杠桿的本質(zhì)，共同挖掘生活的美，共同享受著課堂無盡的歡樂。不知不覺就要下課了……
六、課堂教學(xué)小結(jié)和延展
今天，我們學(xué)會了杠桿的識別和分類，了解了一些科學(xué)探究過程中處理問題的一些辦法和思想，這些辦法和思想對我們今后的學(xué)習(xí)和工作都是很有益處的。大家下去后，利用課余時(shí)間完成下列任務(wù)！把你看到的或想到或做過的，記錄在自己的成長檔案內(nèi)，備老師檢查評估。
�、賲⒂^一建設(shè)工地，工地上有哪些杠桿？
②仔細(xì)觀察城市環(huán)衛(wèi)車裝卸垃圾箱的過程，哪個(gè)部分是杠桿？
�、壑讣足Q上哪部分是杠桿？屬哪一類？
�、艿缴痰暧^察一下案秤的結(jié)構(gòu)，它是什么杠桿？
⑤人體的手臂是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿？
�、抻脪咧銙叩貢r(shí)，掃帚是哪種杠桿？請?jiān)囈辉嚒?/p>
七、板書
杠桿的應(yīng)用
1．杠桿的識別：
不考慮復(fù)雜的機(jī)械外形，從物品中抽象出簡單的杠桿模型──硬棒。
2．杠桿的分類：
�、� 省力杠桿費(fèi)距離L1＞L2，F(xiàn)1＜F2；
⑵ 費(fèi)力杠桿省距離L1＜L2，F(xiàn)1＞F2；
⑶ 等臂杠桿L1＝L2，F(xiàn)1＝F2。
3．見過的杠桿：（略）
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