实验教学设计 实验课名称 探究杠杆的平衡条件 学科类别 请在确认的学科上划“√” □小学数学 □小学科学 □小学信息科技 □小学跨学科实践活动 □初中数学 初中物理 □初中化学 □初中生物学 □初中地理 □初中信息科技 □初中跨学科实践活动 □高中数学 □高中物理 □高中化学 □高中生物学 □高中地理 □高中信息技术 □高中通用技术 □高中跨学科实践活动 实验类别 □课标原型实验 课标实验的简单变式实验 □基于真实问题情境的实验 □跨学科实验 实验教学 素养目标 物理观念：通过实验知道杠杆平衡的影响因素力和力臂，进一步实验探究杠杆平衡时力和力臂的定量关系，并能用杠杆的平衡条件解决实际问题。 科学思维： 学会在实验中构建物理概念，深化对于规律的理解，逐步学会透过现象认识事物本质的方法，培养学生观察能力和用科学的方法解决问题的能力。 能根据实验数据通过归纳推理获得探究结论，形成结论并作出解释。 科学探究：通过实验探究，逐步得出杠杆的平衡条件。 科学态度与责任： （1）在实验中使学生具有注意实验安全问题的意识。 （2）通过探究杠杆的平衡条件，使学生勇于并乐于参与科学探究，增进交流与合作的意识，加强学生之间的相互协作精神。 （3）培养学生判断实验数据是否合理、有效的意识；能对实验进行反思、评估，提出改进意见，从而具有严谨、实事求是的科学态度。 实验资源 实验工具：胡萝卜、细线、刻刀、手套、托盘天平、铁架台、自制杠杆、钩码、铅笔、直尺、导学案等； 实验数据： 探究一：影响杠杆平衡的因素有哪些？ 活动1 学生分组实验———利用杠杆平衡平分胡萝卜 将处于水平平衡的胡萝卜从悬挂点一分为二放在托盘天平上比较质量，发现两部分质量不相等。 活动2 教师演示实验———探究杠杆平衡寻找悬挂点 ①分别将合适数量的钩码悬挂在自制杠杆两侧，使杠杆保持水平平衡。 ②将左侧钩码分别悬挂在水平轴其他作用点、垂直于水平轴的垂线上以及以支点为圆心的圆左侧位置，观察杠杆在哪些位置可以平衡，引出力臂概念。 探究二：力与力臂满足什么条件时，杠杆平衡？ ①装配实验装置。在挂上钩码前调节杠杆两端的平衡螺母，将杠杆调至水平位置平衡。 ②在杠杆支点两侧悬挂不同个数的钩码，它们对杠杆的作用力分别为动力F1、阻力F2。移动钩码的悬挂位置，使杠杆在水平位置重新平衡，在表格中记录此时杠杆两侧所受作用力的大小、动力臂L1和阻力臂L2。 ③改变动力F1和动力臂L1的大小，并将数值记录在表中。探究三：杠杆倾斜平衡是否仍然满足杠杆平衡条件？ 若杠杆在倾斜位置可以保持平衡，试通过打点连线的方法作出力的示意图，作出力臂后，用直尺测量出力臂，并将数值记录在表中。 实验设计与 创新点 探究一：影响杠杆的平衡因素有哪些？ 活动1 学生分组实验———利用杠杆平衡平分胡萝卜 将处于水平平衡的胡萝卜从悬挂点一分为二放在托盘天平上比较质量，将质量关系转化为重力关系，作出两部分重力的示意图。要求学生小组合作，使用刻刀同学需戴上手套。注意操作安全 学生发现无发现两部分重力不相等，得出结论：影响杠杆平衡的因素是力的大小。 设计意图：学生受到二力平衡学习的定势影响，可能认为杠杆平衡时两边力的大小相等，分萝卜的实验设计通过直观比较让学生认识到力不仅会影响杠杆的平衡，而且杠杆平衡时两边力的大小可以不相等，引发学生进一步思考并尝试用杠杆平衡条件解释这一现象。 活动2 教师演示实验———探究杠杆平衡寻找悬挂点 设计意图：学生根据已有的生活经验，往往会认为影响杠杆平衡的是力的作用点位置。先通过杆秤的平衡，引导学生沿着力的作用点的方向去猜想，再通过自制杠杆力的作用点的巧妙设计，使学生产生认知冲突———为什么有些作用点改变，但是杠杆仍然保 ... ...
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