三、探究杠杆
投影一幅漫画：大力士与小男孩比赛推门。
师：经过一段时间的学习，同学们是不是有点累了？现在大家放松一下，看一幅漫画，请你充当裁判，看看谁将获胜？
（学生脸上洋溢着喜悦之情。）
生：小男孩
师：现在我是一名记者，来采访一下你们：你充当他们两人的裁判有什么迷惑的地方？
生：为什么大力士推不过一个小男孩？
师：你认为是什么原因呢？是不是小男孩有特异功能？请同位间讨论交流一下。
（学生积极讨论，热情高涨。）
师：谁来说一下你们讨论的结果是什么？
生一：大力士和小男孩作用在门上的作用点不同，导致了大力士的失败。
生二：他们作用在门上的力的大小和方向不同，也是造成小男孩获胜的原因。
生三：门可以看成是一个杠杆，他们两人作用在杠杆上的力和力臂不相同，这是造成小男孩获胜的原因。
[学生参入到漫画所创设的情景中，激起学习的热情。]
师：你能上来画出门的示意图并标出杠杆五要素吗？
（学生三上黑板画出杠杆示意图。）
师：从杠杆示意图和小男孩获胜的结果中，你能得到什么启示？
生：力臂越长，所用的力可能越小，力臂越短，所用的力可能越大。
师：由此看来，动力、动力臂、阻力、阻力臂存在着某一关系时，杠杆才会平衡。它们之间到底存在什么关系呢？现在我们一起来探究杠杆。
（师板书：三、探究杠杆）
师：科学探究的第一步就是提出问题，针对我们上面对杠杆平衡的讨论，你能提出什么问题？
生：杠杆平衡时动力、动力臂、阻力、阻力臂存在着怎样的关系？
（师板书：提出问题：F1、L1、F2、L2存在何种关系？）
师：要研究几个量之间的关系，一般把这几个量放在一个等式中去研究。例如X=Y的形式，X可以代表一个量式几个量的关系，同理Y也如此。现在请同学们猜想一下，F1、L1、F2、L2存在一个什么样的关系？同学们先思考，然后同位间讨论交流一下。
师：谁来说一下你的猜想？
生一：F1L1=F2L2
生二：F1+L1=F2+L2
生三：F1—L1=F2—L2
生四：F1/L1=F2/L2
生五：F1/F2=L2/L1
[等式概念的引入，降低了猜想的难度，为顺利突破难点作了铺垫。]
（师板书学生猜想的关系式，然后师生共同分析所猜想的五个关系式，发现生五的猜想是生一猜想的另种表达，可看作同一种猜想；并根据日常中两个量的相加或相减时其单位必须相同的条件，得出生三和生二的猜想是不合理的，因此，生二、生三和生五的猜想不需再检验了。）
师：以上关系式只是我们的猜想，要验证猜想是否准确怎么办？
生：实验验证。
师：通过实验验证上述关系式，需要获得哪些实验数据？
生：动力、动力臂和阻力、阻力臂。
师：现在我们每组都有带刻度的直杆、钩码、铁架台、光滑的圆轴。要获得我们所需的实验数据，如何去设计实验方案？请同学们思考、交流一下。
（学生思考、讨论，设计实验方案，教师巡回指导。）
师：现在请一组到讲台上将实验方案演示给同学们看一看。
（一小组上讲台演示实验方案并讲解。）
师：这组同学的实验方案行不行？你对他们组的实验方案有何建议？
生一：他们的实验方案可行，不过在使用杠杆前应调节杠杆平衡，即调节杠杆两端的螺母，使杠杆水平。
师：难道是杠杆倾斜静止就不算是杠杆平衡吗？
生一：对。
师：同学们对此问题有何看法？
生二：只要杠杆处于静止就算杠杆平衡。我认为杠杆水平的目的是因为可以直接读取力臂的长度，即挂钩码位置的刻度值就是力臂的长度。
（教师带头鼓掌，对生二精彩发言表示肯定和祝贺。）
师：谁还有不同的建议？
生三：我认为方案中还应有记录实验数据的表格。
师：你们小组设计了吗？
生三：设计了。
（教师拿来投在屏幕上。）
师：你们为什么要设计三次实验呢？
生三：一次实验具有偶然性，只有多次实验才能说明问题。
师：谁还有不同的建议或疑惑的地方？
生四：我有一问题：不知杠杆哪端的力为动力或阻力？
师（面向其它学生）：谁能解答这个问题？
生五：哪端都可以。因为杠杆两端的拉力都是钩码的重力，动力和阻力只要我们规定就可以了。
师：回答的很好，我们就规定杠杆左侧所受的力为动力，杠杆右侧所受的力为阻力。现在一个完整的实验方案出炉了，万事具备，只欠东风，现在进行实验，不过，在实验过程中要注意合作。
学生进行实验，教师巡视，并参与小组实验，纠正学生不当的操作方式，检查学生参与实验的情况。
实验完毕，教师投出实验结果。
师：我们如何利用实验数据去验证我们的猜想呢？
生：把所得数据代入生一和生四的猜想中，看等式是否成立。
师：现在你们就利用所得数据去验证猜想吧。
（学生动手验算，同位交流结果。）
师：你们得到了什么结论？
生：生一的猜想是正确的，即F1L1=F2L2。
[引导学生通过实验探究归纳出实验结论，让学生成为“杠杆平衡条件”的“发现者”、课堂的主人翁。在教学过程中，教师也将自己作为学生的一员，与学生一起参与学习过程，实现教师角色的转换，充分体现学生的主体地位。]
师：我们在物理上就把此关系式称为杠杆平衡条件（教师板书：杠杆平衡条件：F1L1=F2L2）。下面，我们利用此结论做一下练习。
（练习：1、利用讲桌上的实验装置，变换杠杆一侧钩码的个数和位置，让学生回答出另一侧钩码的个数或位置，练习杠杆平衡条件的应用。2、利用杠杆平衡条件解释金字塔建造历史的猜想及钩码吊起铅球的原理。）
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