师:同学们,快乐的科学之旅马上开始啦,请准备好书本、笔、直尺、橡皮和笔袋,另外还要准备一个铁桶、一瓶汽水、三支粉笔,以及镊子、螺丝刀、开瓶器这三件工具。老师希望大家在这节课里,勤于思考、乐于动手、善于总结、勇于实践。同学们,都准备好了吗?
生:准备好了!
师:好,那我们开始上课。首先,我们来看一段视频。(播放视频)“哎呦,这一下我们可完了,你能推动它吗?”“这就是智慧,懂了哈。”在刚才的视频中,海尔哥哥是依靠什么工具打败大力士的呢?我们先听听波波和妍妍怎么说。
生:海尔哥哥是依靠小木棍打败大力士的。
师:对,海尔哥哥是依靠小木棒打败大力士的。不错,人们把这样的小木棒叫做小撬棒。要撬起大石头,手要向哪个方向用力,大石头又受到哪个方向的力呢?我们听听波波怎么说。
生:要撬动大石头,手要向下用力,大石头受到向上的力。
师:嗯,非常好,手向下用力,大石头受到向上的力。现在,请大家把“手用力和大石头受力”的轴对称示意图画在作业本上,开始画吧。(学生画图)画好了吗?我们一起来看,手向下用力,大石头受到向上的力。那现在,根据示意图来分析,手用力的地方,小撬棒受到哪个方向的力,大石头受力的地方,小撬棒又受到哪个方向的力呢?
生:因为手向下用力,所以手对小撬棒产生一个向下的力;大石头受力的地方,大石头会对小撬棒产生一个向下的阻力。
师:非常正确。那我们来看,这是小石头的位置,在整个过程中小石头起作用吗?
生:起作用。
师:那我们如何探究小石头在整个过程中是否起作用呢?
生:必须要模拟撬石头的实验。
师:如果要用书包里的文具来模拟撬石头的实验,你准备选择哪些器材呢?想一想,我们来看看波波和妍妍是怎样想的。
生1:我准备用书本、两支水彩笔来实验,因为可以用书本代替大石头,用一支水笔代替小撬棒,用另一支水笔代替小石头。
生2:我准备用书本、笔、橡皮来实验,因为可以用书本代替大石头,用笔代替小撬棒,用橡皮代替小石头。
师:两位同学选择的工具都很棒。那又如何利用这些工具来探究小石头的作用呢?想一想,想好了吗?我们一起来看看妍妍是怎样想的。
生:先实验没有橡皮块的时候,看能否翘起书本;再实验有橡皮块的时候,看能否撬起书本,这样就可以知道小石头有没有作用了。
师:听明白了吗?和大家想的一样。现在赶紧利用自己选择的器材试试,别忘了把实验现象写在记录单上。(学生实验)好了,相信大家都做好了。我们来看看这位同学是怎样做的。
生:实验选择的是书本、铅笔和橡皮。首先看没有橡皮的时候能否撬开书本,结果是不能撬开书本;接下来看有橡皮的时候能否撬开书本,结果是能撬开书本。
师:那我们再来看一下他的实验记录单,和你的实验过程和结果一样吗?我们一起来看实验记录单,我们发现没有小石头的时候撬不起重物,有小石头的时候能够撬起重物,说明在整个过程中小石头起作用。那起到了什么作用呢?
生:起到了支撑小撬棒的作用。
师:对,在力的作用下,一根像小撬棒一样可以绕着固定点转动,能撬起重物的硬棒,我们就叫做杠杆。杠杆是一种简单机械,我们来理解一下,“在力的作用下”是指杠杆受到动力和阻力,而这一个固定点就是支撑小撬棒的固定点。“硬棒”是指在力的作用下不容易发生形变,也可以理解为它的形变可以忽略不计。所以这根小棒在撬起石头的过程中,就不再是一根简单的小棒了,而是一种简单机械。我们会发现在杠杆上有三个重要的点,分别是动力作用点、阻力作用点和支点。那你现在能指出它们的位置吗?试一试。
生:手用力的地方,也就是小撬棒受到向下动力的地方,是动力作用点;石头受力的地方,也是石头对小撬棒产生阻力的地方,是阻力作用点;支撑小撬棒的地方,我们叫做支点。
