第九章机械和功第1节杠杆教案

一、杠杆1．能通过观察生活和生产中的各种杠杆提取出杠杆的共同特征，并能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂；能准确地画出杠杆的动力臂和阻力臂。2．通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出验证方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆的平衡条件。3．能根据杠杆的特点以及作用效果等进行分类。4．能应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题。1．通过观察和实验，感知杠杆，培养观察能力。2．通过实验探究，总结归纳出杠杆的平衡条件，培养初步的分析概括能力、收集信息和处理信息的能力3．在对实例的调研、分析和解释中进一步理解和应用杠杆平衡条件，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。情感、态度与价值观1．使学生感受到杠杆在生活中普遍存在，提高探究的乐趣。2．运用学过的科学知识解释生活中的杠杆现象，进一步感受生活和物理的关系。1．杠杆平衡条件的探究。2．三类杠杆的区别及作用。1．杠杆力臂的画法。2．杠杆平衡条件的应用探究杠杆平衡条件的整套实验装置。新课引入观看视频讲解利用多媒体播放小朋友玩跷跷板和赛艇运动员划船的视频。请同学们观察，跷跷板和船桨在使用时，有什么共同的特点。【生】在力的作用下，能绕着固定点转动。【师】我们把这种工具称之为杠杆，杠杆是一种非常简单的机械，它们在我们生活中的应用十分广泛，如撬石头的撬棒、抬箱子的扁担，甚至连剪刀、铁锹的柄都是杠杆的应用。今天，我们就来学习杠杆。知识点一　杠杆的概念观察：如图所示。 提出问题：撬棒、铁锤、起子、指甲钳在使用过程中有什么共同的特点？归纳总结：我们把在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。知识点二　杠杆的五要素观察：如图所示。提出问题：杠杆有哪些特点？归纳总结：杠杆的五要素：(1)杠杆可以绕其转动的点O，叫支点。(2)驱使杠杆转动的力F1，叫动力。(3)阻碍杠杆转动的力F2，叫阻力。(4)支点O到动力F1作用线的距离L1，叫动力臂。(5)支点O到阻力F2作用线的距离L2，叫阻力臂。知识点三　探究杠杆平衡的条件观察：如图所示。提出问题：什么是杠杆的平衡？归纳总结：杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，我们称之为杠杆平衡。实验探究杠杆在什么条件下平衡。【实验装置】如图所示。【实验步骤】(1)实验前调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡。这样便于测量出动力臂和阻力臂。(2)先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使刚好在水平位置平衡，并将实验数据填到实验表格中。(3)重复实验步骤(2)三次，并将实验数据填到实验表格中。【数据表格】实验次数动力/N动力臂/m阻力/N阻力臂/m123【交流讨论】比较动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的大小关系，分析得出结论。【实验结论】根据上述实验数据得出的结论：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 若用F1、L1、F2、L2分别表示动力、动力臂、阻力、阻力臂，杠杆平衡条件可表示为F1×L1＝F2×L2。提出问题：此实验多次测量的目的是什么？归纳总结：多次实验得出普遍规律。知识点四　杠杆的分类观察：如图所示，我们身边的杠杆很多，有的可以省力，有的可以省距离。提出问题：我们可以把杠杆分为哪几类？他们分别具有什么特点？归纳总结：(1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆；可以省力，但要费距离。(2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆；可以省距离，但要费力。(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆；既不省力，也不省距离，但可以改变力的方向。观察：如图所示。提出问题：整个指甲钳由几个杠杆组成？归纳总结：整个指甲钳由3个杠杆组成，其中有1个省力杠杆，2个费力杠杆。知识点五　杠杆平衡条件的应用观察：如图所示。提出问题：人推车需要经过障碍物A，B轮过障碍物时，小车可以看作是一个什么杠杆？支点在哪？归纳总结：此时小车是一个费力杠杆，支点在C。提出问题：人推车需要经过障碍物A，C轮过障碍物时，小车可以看作是一个什么杠杆？支点在哪？归纳总结：此时小车是一个省力杠杆，支点在B。观察：如图所示。提出问题：杠杆是怎样平衡和运动的？归纳总结：当杠杆F1×L1≠F2×L2时，杠杆不能处于平衡状态，力和力臂乘积大的一端将向下运动，力和力臂乘积小的一端将向上运动。直到F1×L1＝F2×L2，杠杆重新平衡。观察：如图所示。 提出问题：什么情况下动力最小？归纳总结：根据F1×L1＝F2×L2，杠杆平衡时，力和相应的力臂成反比。在阻力、阻力臂不变的情况下，动力臂最大时，相对应的动力最小。知识点六　轮轴观察：如图所示。提出问题：什么是轮轴？归纳总结：轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。习惯上把大轮叫轮，小轮叫轴。轮轴可看作杠杆的变形。提出问题：轮轴在使用过程中是省力还是费力的？归纳总结：由杠杆平衡的条件可知F1×R＝F2×r，因为轮半径R大于轴半径r，F1<F2；所以当力作用在轮上时省力，当力作用在轴上时费力。板书设计一、杠杆的概念我们把在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫作杠杆。二、杠杆的五要素1．杠杆可以绕其转动的点O，叫支点。2．驱使杠杆转动的力F1，叫动力。3．阻碍杠杆转动的力F2，叫阻力。4．支点O到动力F1作用线的距离L1，叫动力臂。5．支点O到阻力F2作用线的距离L2，叫阻力臂。三、杠杆的平衡条件动力×动力臂＝阻力×阻力臂四、杠杆的分类省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆五、杠杆平衡条件的应用六、轮轴学习杠杆之后，有助于帮助同学们学习掌握一些生活中常用工具的原理，在生活中可以运用杠杆原理解决实际问题。实验探究也提高了学生的动手能力，学习省力杠杆和费力杠杆，有助于学生在生活解决问题时多一种思路和技巧。