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        《探究杠桿平衡條件》教學(xué)片段

        2019-11-25 01:58:53姚敏
        讀寫算 2019年25期
        關(guān)鍵詞:平衡杠桿

        姚敏

        摘 要本文通過實(shí)驗(yàn),理解力臂的概念,會(huì)畫力臂。通過實(shí)驗(yàn)探究,總結(jié)歸納出杠桿的平衡條件,培養(yǎng)初步的分析概括能力,收集信息和處理信息的能力。

        關(guān)鍵詞杠桿;平衡

        中圖分類號(hào):TG375+.11,B024.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2019)25-0204-01

        本次實(shí)驗(yàn)是探究杠桿的平衡條件,實(shí)驗(yàn)器材是鐵架臺(tái)、杠桿、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)。

        一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思路

        首先通過“拔圖釘”等活動(dòng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)杠桿,只介紹杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力,然后猜想影響杠桿平衡的因素,并通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡。在實(shí)驗(yàn)過程中,再加入用彈簧測(cè)力計(jì)斜拉的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到影響杠桿平衡的因素,不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離,而是支點(diǎn)到力的作用線的距離,由此引入力臂。最后在此基礎(chǔ)上總結(jié)出杠桿的平衡條件。

        二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程(片段)

        師:生活中使用杠桿能給我們帶來什么好處呢?

        生:省力、方便……

        師:生活中在使用杠桿有時(shí)需要杠桿靜止,如桿秤,有時(shí)需要杠桿轉(zhuǎn)動(dòng),如用羊角錘翹起釘子。我們把杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)稱為杠桿的平衡。那么杠桿的平衡跟哪些因素有關(guān)呢?出示圖片,一位成人和小孩玩蹺蹺板。

        師:1.你有哪些感興趣的問題?

        生:……

        師:2.蹺蹺板在水平位置靜止由哪些因素決定?

        生:猜想

        學(xué)生探究:

        1.如圖1所示,在木尺的一邊掛上鉤碼,一邊用彈簧測(cè)力計(jì)拉,使杠桿在水平位置平衡。

        2.鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的位置不變,改變鉤碼的數(shù)量,觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如何變化?

        3.鉤碼的數(shù)量和位置保持不變,改變彈簧測(cè)力計(jì)的位置,觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如何變化?

        4.鉤碼數(shù)量和彈簧測(cè)力計(jì)的位置保持不變,改變鉤碼的位置,觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如何變化?

        5.觀察分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),看看杠桿平衡的條件是什么?

        生:兩邊的力與支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)距離的乘積相等

        師:如果杠桿的左邊改用彈簧測(cè)力計(jì)斜著拉杠桿,使其在水平位置平衡(如圖2),你發(fā)現(xiàn)什么?

        (使學(xué)生發(fā)現(xiàn):當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)斜拉杠桿時(shí),左右兩邊的力與支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)距離的乘積不再相等。形成認(rèn)知沖突,產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲。然后教師引入“力的作用線”和“力臂”的概念。)

        生:操作,觀察,發(fā)現(xiàn)問題:為什么在同一位置沿不同方向使杠桿在水平位置平衡用力時(shí)力的大小不同?

        師:同學(xué)們都知道力的三要素是:力的大小、方向、作用點(diǎn)。它們都能影響力的作用效果。

        師:介紹力的作用線,然后讓一名學(xué)生到講臺(tái)上來,用刻度尺測(cè)量出此時(shí)支點(diǎn)到這個(gè)力作用線的距離,結(jié)果會(huì)發(fā)現(xiàn)兩邊的力和支點(diǎn)到力的作用線的距離相等。

        師:這說明杠桿的平衡跟哪一段距離有關(guān)?

        生:支點(diǎn)到力的作用線的距離。

        師:物理學(xué)中把“從支點(diǎn)到力的作用線的距離”叫做力臂。動(dòng)力臂用字母l1表示,阻力臂用字母l2表示。

        師:為什么我們開始實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的杠桿兩邊的力與支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)距離的乘積相等呢?

        生:由于杠桿處于水平位置平衡,鉤碼對(duì)杠桿的拉力豎直向下,這時(shí)支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離恰好等于支點(diǎn)到力的作用線的距離。

        師:實(shí)驗(yàn)中為什么讓杠桿在水平位置平衡?

        生:便于測(cè)量力臂。

        教師:由以上實(shí)驗(yàn)我們可以看出杠桿的平衡條件是什么?

        學(xué)生:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)

        三、結(jié)論說明

        本節(jié)內(nèi)容的難點(diǎn)是力臂概念的引入和理解。傳統(tǒng)教學(xué)的方法是通過實(shí)例引入杠桿的概念,然后介紹杠桿的五要素,并通過作圖來強(qiáng)化,再通過實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件。杠桿的五要素:支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂都是通過教師的講解直接告訴學(xué)生的,學(xué)生雖然能知道力臂的概念,但為什么要引入力臂這個(gè)概念?力臂在杠桿平衡中所起的作用是什么?都不清楚。所以我對(duì)這節(jié)內(nèi)容作了一些調(diào)整,對(duì)“力臂”的處理,不“急于求成”,不強(qiáng)行灌輸,而是從學(xué)生實(shí)際出發(fā)設(shè)計(jì)教學(xué)過程,順從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,層層遞進(jìn),孜孜探索,最終建立力臂的概念,得出杠桿平衡的條件。

        經(jīng)過調(diào)整后,發(fā)現(xiàn)力的作用與支點(diǎn)到力的作用線的距離有關(guān)(與力的大小、方向、作用點(diǎn),只不過,我們用力臂取代了力的方向和力的作用點(diǎn)對(duì)杠桿平衡的影響,簡(jiǎn)化了問題,方便了研究。)引入力臂的概念,使學(xué)生更容易接受。

        教無定法,無論哪種方法在實(shí)際操作中都要留給學(xué)生積極思維的空間,我覺得高質(zhì)量的學(xué)生活動(dòng)應(yīng)是學(xué)生的思維活動(dòng)。只要能使學(xué)生真正地產(chǎn)生思維的火花,都要提倡。老師需要做的是,在不同方法當(dāng)中結(jié)合實(shí)際做好適當(dāng)?shù)倪x取。

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