【教材分析】
本課是在學生認識了生活中各種常見的簡單機械，體驗使用簡單機械可以省力或提高工作效率之后，進一步引領學生認識杠桿及其作用。本課按照知識的邏輯關系設計了兩個活動?；顒?“探究杠桿的秘密”目的是通過閱讀、實驗等活動，指導學生認識什么是杠桿、杠桿的類型和作用?；顒?“尋找生活中杠桿的應用”目的是通過觀察、閱讀、操作等活動，指導學生進一步認識杠桿的類型及在生活中的應用。應用與拓展“制作桿秤或簡易天平”目的是讓學生通過制作桿秤或簡易天平，了解桿稱或天平的工作原理，培養(yǎng)學生的技術設計和技術實踐能力。通過本課學習，培養(yǎng)學生提出問題、搜集證據(jù)、處理信息、得出結論、表達交流、反思評價等科學探究能力；激發(fā)學生探究杠桿類型和應用的興趣；幫助學生樹立尊重證據(jù)、作出判斷，能與他人合作學習、交流溝通，綜合考慮大家意見、形成集體觀點的科學態(tài)度。
本課重點是認識杠桿的類型與作用，知道杠桿在生活中的廣泛應用。
【學情分析】
在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿。杠桿是一種簡單機械，根據(jù)需要，杠桿可以是任意形狀。在杠桿上起支撐作用的固定點叫做支點；使杠桿轉(zhuǎn)動的用力點叫做動力點；阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的施力點叫做阻力點；通過力的作用點沿力的方向所畫的直線叫力的作用線；從支點到動力點作用線的垂直距離叫做動力臂；從支點到阻力點作用線的垂直距離叫做阻力臂。動力臂比阻力臂長的杠桿是省力杠桿；動力臂比阻力臂短的杠桿是費力杠桿，動力臂等于阻力臂的杠桿既不省力也不費力。因此，使用杠桿可以省力，也可以省距離。要想省力，就必須多移動距離；要想少移動距離，就要多費力。杠桿可以改變力的傳遞方向和大小，控制物體的運動狀態(tài)。杠桿靜止不動或勻速轉(zhuǎn)動都叫做杠桿平衡。杠桿平衡的條件是：動力x動力臂＝阻力x阻力臂。復式杠桿是一組耦合在一起的杠桿，前一個杠桿的阻力會緊接著成為后一個杠桿的動力，比如指甲鉗。
杠桿在日常生活中的用途很多，比如撬棍、蹺蹺板、食品夾、核桃夾等。因此，五年級學生對杠桿并不陌生，但他們?nèi)狈Ω軛U進行有目的的觀察和研究，不清楚杠桿的含義、構成、類型及作用。本課之前，學生已經(jīng)認識了生活中各種常見的簡單機械，體驗到使用簡單機械可以省力或提高工作效率，這些都為學生進一步學習本課奠定了基礎。
【教學目標】
科學知識
能用自己的話說出杠桿的含義、構成、類型及其作用。
科學探究
1．能從杠桿的結構與功能的聯(lián)系中提出可探究的科學問題。
2．能通過觀察、實驗等方式獲取杠桿的相關信息。
3．能用科學語言、統(tǒng)計圖表等方式記錄整理杠桿實驗的相關信息，表述探究結果。
4．能運用分析、比較、歸納等方法得出實驗結論。
5．能對杠桿的探究過程與結果進行反思與評價。
科學態(tài)度
1．能對杠桿作用表現(xiàn)出探究興趣。
2．能以事實為依據(jù)，對實驗結論作出判斷。
3．能與他人合作學習、交流溝通，綜合考慮小組成員意見、形成集體的觀點。
科學、技術、社會與環(huán)境（STSE）
能說出杠桿及杠桿類工具在生活中的應用。
【教師準備】
教學課件、杠桿尺、鉤碼、食品模型、食品夾、核桃、核桃夾、食鹽、天平、指甲鉗等。
【學生準備】
《科學學生活動手冊》、筆等。
【教學過程】
課時安排：建議安排2課時。第一課時：完成活動1。第二課時：完成活動2和“應用與拓展”。
第一課時
（一）創(chuàng)設情境，提出問題
1．導入：在生活中，想要移動一塊大石頭，你能想到什么辦法呢？其實，我們借助撬杠，就能輕松地撬起巨石。
2．提問：使用撬杠為什么能撬起重物？它有什么作用呢？
（二）觀察分析，認識杠桿
1．講解：像撬杠這樣，在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿。在杠桿上起支撐作用的固定點叫做支點；使杠桿轉(zhuǎn)動的用力點叫做動力點；阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的施力點叫做阻力點。（多媒體出示杠桿的課件）
2．提問：我們知道使用撬杠可以輕松地撬動巨石，也就是說使用撬杠可以省力，但是杠桿一定會省力嗎？怎樣才能省力？
（三）掌握方法，實驗探究
1．講解實驗方法：
（1）在杠桿尺左側(cè)，確定一個阻力點，掛一定數(shù)量的鉤碼，觀察杠桿尺的變化。
（2）在杠桿尺右側(cè)，確定一個動力點，試一試需要掛幾個鉤碼才能使杠桿尺保持平衡。
（3）改變動力點的位置，重復第二步。實驗過程中，阻力點不變，改變動力點到支點的距離，分別大于、等于、小于阻力點到支點的距離，每種情況至少做兩次。
注意：實驗前要調(diào)整杠桿尺，保持平衡；實驗過程中，要把實驗數(shù)據(jù)及時記錄下來。
2．實驗：學生分組進行實驗，并把實驗數(shù)據(jù)記錄在《科學學生活動手冊》第21頁中。教師巡視指導。
（四）分析結果，得出結論
1．匯報：指定小組成員匯報實驗數(shù)據(jù)，其他小組進行補充與評價。
（3）在什么情況下，杠桿既不省力也不費力？
（4）通過分析、比較實驗數(shù)據(jù)，我們可以得出什么結論呢？
學生先在小組內(nèi)分析、比較實驗數(shù)據(jù)，得出結果；再進行全班交流，并相互補充與評價。
3．小結：根據(jù)對實驗數(shù)據(jù)的分析、比較、歸納，我們發(fā)現(xiàn)杠桿可以改變力的傳遞方向和大小，控制物體的運動狀態(tài)。根據(jù)是否省力，杠桿可分為三種類型：省力杠桿、費力杠桿和既不省力也不費力的杠桿。
（五）應用知識，解釋現(xiàn)象
解釋：撬杠為什么能撬起重物？
第二課時
（一）提出問題，確定任務
引導：生活中，我們經(jīng)常會遇到一些需要解決的問題或需要完成的任務，比如：修剪指甲、夾取蛋糕、夾開核桃、稱量食鹽等。怎樣才能輕松省力地完成這些任務呢？讓我們選擇工具動手試一試吧。
（二）明確方法，實踐操作
1．講解：每個小組都有一組活動材料，有小蛋糕、核桃、食鹽以及四種工具（課件出示圖片），請小組成員分工合作，選擇合適的工具完成這四項任務，邊嘗試，邊觀察，邊思考：一是這些工具是杠桿嗎？分別標出這些杠桿的支點、動力點和阻力點，并分析是什么類型的杠桿。二是指甲鉗是由幾種類型杠桿構成的？它們是怎樣組合工作的？三是生活中，還有哪些地方用到了杠桿？是哪種類型的杠桿？活動過程中，請及時進行記錄。
2．操作：學生分組進行實踐操作，并把結果記錄在《科學學生活動手冊》第21頁中。教師巡視指導。操作活動完成后，小組進行交流，形成初步的結論。
（三）分析現(xiàn)象，得出結論
1．匯報：指定小組代表匯報操作結果，其他學生進行補充與評價。
2．小結：在生活中，我們完成某些任務需要特定的工具，比如修剪指甲時，我們使用指甲鉗這種復合杠桿就非常方便，兩個杠桿組合使用，能夠?qū)⒅讣仔藜舻梅浅Ｍ昝?；夾取蛋糕時，我們使用食品夾這種杠桿能夠很方便地夾取蛋糕；夾開核桃時，我們使用核桃夾這種省力杠桿，能夠輕松夾開核桃堅硬的外殼；稱量食鹽時，我們借助天平這種杠桿，就能比較精確地稱量食鹽。同時，在我們身邊，人們使用了大量的杠桿類工具，從而非常方便地解決了生活中各種各樣的問題。
（四）運用知識、拓展延伸
1．講解：生活中，人們經(jīng)常需要測定物體的質(zhì)量。桿秤是以前人們廣泛使用的非常便捷的稱量工具，天平是直到現(xiàn)在依然廣泛使用的更為精確的稱量工具。桿秤和天平都是衡器，都是運用杠桿原理制成的。下面我們就利用所學的知識設計制作一個桿秤或簡易天平。（出示教材第53頁的案例圖片）
2．設計：小組查閱桿秤或天平的資料，選擇合適的材料設計制作方案。教師巡視指導。
3．制作：學生在小組內(nèi)根據(jù)設計方案，制作桿秤或簡易天平。
4．展示：組織學生展示制作的桿秤或簡易天平，依據(jù)結構合理、精美準確的標準對作品進行評價。
【知識拓展】
衡器
衡器是利用胡克定律或力的杠桿平衡原理測定物體質(zhì)量的儀器。某些衡器習慣上稱為秤。衡器廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、醫(yī)療衛(wèi)生等部門。衡器主要由承重系統(tǒng)（如秤盤）、傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（如秤桿）和示值系統(tǒng)（如刻度盤）幾部分組成。衡器按結構原理可分為機械秤、電子秤、機電結合秤三大類。機械秤又可以分杠桿秤和彈簧秤，按衡量方法還可以分為非自動秤和自動秤，其主要品種有天平、桿秤、案秤、臺秤、地中衡、地上衡、軌道衡、皮帶秤、郵政秤、吊秤、配料秤和袋裝秤等。衡器發(fā)展的重點是電子衡器，程控、群控、電傳打印記錄、屏幕顯示等現(xiàn)代技術的配套使用，使衡器功能更齊全，效率更高。
桿秤
桿秤是秤的一種，是利用杠桿原理來稱量物體質(zhì)量的簡易衡器，由木制的帶有秤星的秤桿、金屬秤錘、提紐等組成。桿秤是人類發(fā)明的各種衡器中歷史最悠久的一種。桿秤的重心在支點外端，稱重時根據(jù)被稱物的輕重，使砣與砣繩在秤桿上移動以保持平衡。根據(jù)平衡時砣繩所對應的秤桿上的星點，即可讀出被稱物的質(zhì)量示值。桿秤制作簡單，輕小，攜帶使用方便，造價低廉，但準確度較低。
天平
天平作為一種衡器，是衡量物體質(zhì)量的儀器。它依據(jù)杠桿原理制成，在杠桿的兩端各有一個小盤，一端放砝碼，另一端放要稱的物體，杠桿中央裝有指針，兩端平衡時，兩端的質(zhì)量（重量）相等?，F(xiàn)代的天平，越來越精密，越來越靈敏，種類也越來越多。天平有普通天平、分析天平，有常量分析天平、微量分析天平、半微量分析天平等。

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第17課 撬杠的學問

版本： 冀人版（2024）

年級： 五年級下冊

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