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杠杆的平衡条件

发布时间:2013-09-23 16:28:05  

沪科版--《9.1科学探究:杠杆的平衡条件》精品系列教案

一、教学目标

【知识与技能】

1. 通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取出共同的特征,并能在杠杆上确认动力、阻力、动力臂、阻力臂。

2. 能根据一定的标准对杠杆的使用、特点,以及作用效果进行分类。

3. 会应用杠杆平衡条件进行简单计算,解决有关问题。

【过程与方法】

1. 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,并设计出实验方案,对获得的信息进行处理,得出杠杆平衡条件。

2. 通过实验,观察了解杠杆的不同类型及特点。

【情感态度与价值观】

培养学生探索杠杆在日常生活中应用的兴趣,结合我过古代劳动人民的对杠杆的研究和应用事例的介绍,激发学生对祖国古代文明的自豪感,进而唤起他们对祖国的热爱。

二、重点

1.杠杆的定义、力臂的概念。

2.科学探究杠杆平衡条件及应用。

3.杠杆的分类。

三、难点

1.力臂的确定。

2.正确利用杠杆平衡条件进行简单的计算。

四、教具准备

剪刀、木棒、钩码、天平、酒瓶、起子、扳手、螺帽、钳子、大石头、小石头、探究杠杆平衡条件的实验装置。

五、教学方法

实验法、科学探究法、讨论法

六、学法指导

观察法、概括法、

七、课时安排 1课时

八、教学过程

(一)引入新课

【教师】课前我已布置同学们预习本课内容,并准备一个杠杆带到课堂上展示,说出其特征及其在生活中的应用,下面请同学们踊跃上台展示、交流。

【学生】我带来的是开瓶盖的起子,现在我给大家表演如何用起子开瓶盖,起子在可开瓶盖的过程中,是在力的作用下绕着这个固定点转动的。

【学生】我带来的是扳手,扳手是用来旋螺母的,扳手也是在力的作用下绕着这个固定点转动的。

【学生】我带来的是剪刀,我发现在用剪刀剪指甲时,剪刀的两个刀片及柄也是在力的作用下绕着固定点转动的。

【学生】我带来的钳子,它在剪金属时,也是在力的作用下绕着固定点转动的。

【教师】下面请同学们观察天平,在调天平平衡时,天平的横梁是被支在刀口上的,横梁绕着刀上的支点转动。

以上展示的都是简单机械中的杠杆,它们有什么共同特点?

【学生】都是在力的作用下,绕着某一固定点转动。

【教师】是,你们归纳得很好,杠杆属于简单机械,从今天这节课起,我们就将学习第九章简单机械,这节我们就来探究杠杆及杠杆的平衡条件。

(二)进行新课

1.认识杠杆

【教师】什么叫杠杆?

【学生】在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒,物理学中叫做杠杆。(板书)

【教师】在生活和生产中,我们还能举出哪些杠杆呢?

【学生】跷跷板、用硬棒撬东西时、手握笔写字时、用扫帚扫地时、

【教师】同学们非常认真的观察生活实际,举的例子都是正确的。

2.有关杠杆的几个要素:

【教师】请同学们看老师的演示实验:如课本中用一根硬棒和一个小石块撬大石块。

作图并介绍:

◆ 支点○:杠杆绕着转动的固定点。

◆ 动力F1:使杠杆转动的力.

◆ 阻力F2:阻碍杠杆转动的力.

◆ 动力臂L1:从支点到动力作用线的距离.

◆ 阻力臂L2:从支点到阻力作用线的距离.

3.杠杆的平衡:

【教师】当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了,

演示实验:

【教师】对杠杆平衡,同学们想出了什么问题?或者你门想知道什么?

【学生】想知道杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间有什么关系?

【学生】杠杆平衡的条件是什么?

【教师】你门的猜想是什么?

【学生】(1):动力+动力臂=阻力+阻力臂

(2):动力-动力臂=阻力-阻力臂

(3):动力×动力臂=阻力×阻力臂

(4):动力÷动力臂=阻力÷阻力臂

【教师】你们准备如何制定计划与设计实验?

【学生】动力和动力臂的单位不同,不能相加减,所以(1)(2)两组是错的,我们对(3)(4)两组进行实验验证。

【教师】那现在就请同学们讨论实验:(实验原理图见教材)

【学生】在杠杆左右两边挂上不同数量的钩码,将右边的钩码重作为动力、左边的钩码重作为阻力,移动钩码位置让杠杆在水平位置平衡,动力臂、阻力臂可以直接从杠杆上的刻度读,改变钩码数目移动其挂钩的位置,使杠杆重新平衡,将数据填入下表:

实验序号动力(F1) (L1) (F2) (L2) 【教师】(实验结束后)请同学们对实验数据进行分析,你能得出什么结论?

【学生】杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂

【学生】杠杆平衡时,动力/阻力=阻力臂/动力臂

【教师】由上面的实验探究,我们可以得出杠杆平衡条件的数学表达式:

F1×L1=F2×L2 或 F1/F2=L2/L1

【教师】下面请同学们对杠杆平衡条件进行评估。

4.杠杆的分类:

【教师】请同学们画出黑板上的几个图的动力、阻力、动力臂、阻力臂和支点。

在讨论的基础上,对杠杆进行分类:

【学生】进行总结:

省力杠杆(动力小于阻力,动力臂大于阻力臂)

费力杠杆(动力大于阻力,动力臂小于阻力臂)

等臂杠杆(动力等于阻力,动力臂等于阻力臂)

【学生】还可以分为:直棒杠杆、曲柄杠杆

【教师】(同学们很善于观察,能从不同的角度进行分析,很好。

【教师】我们人体中有哪些杠杆呢?

【学生】学生回答

5.我过古代的杠杆:

【教师】请同学们举出古代的劳动人民所用的杠杆:

【学生】古人进行称量的天平

【学生】古人捣谷用的舂

【学生】汲水用的桔槔

【教师】同学们说得很好,说明同学们认真阅读了,现在我们来总结一下本节课我们学到了什么?

(三).小结与反馈:

【学生】1、什么是杠杆?

2、杠杆的五要素:

3、杠杆的平衡条件:F1×L1=F2×L2 或 F1/F2=L2/L1

4、杠杆的分类:

(四).练习与作业:

【教师】下面请同学们完成几个练习:

1.画力臂:

【教师】你能总结一下画力臂的一般步骤吗?

【学生】学生交流讨论后回答:

可按下述步骤画力臂:

(1)首先确定支点O.

(2)画好动力作用线及阻力作用线.画的时候可用虚线将力的作用线延长.

(3)再从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则支点到垂足的距离就是力臂.

(4)最后用大括号勾出力臂,在旁边标上字母l1或l2,分别表示动力臂或阻力臂。

2、如图甲所示,杠杆OA处于平衡状态,在图中分别画出力F1和F2对支点0的力臂L1和L2。

3、如图所示是一个指甲刀的示意图,它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成,用指甲刀剪指甲时,下

面说法正确的是( )

A.三个杠杆都是省力杠杆

B.三个杠杆都是费力杠杆

C.ABC是省力杠杆,OBD、OED是费力杠杆

D.ABC是费力杠杆,OBD、OED是省力杠

4.如图所示,AB为一根质量不计的细棒,用绳在O处吊起,当A、B两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡.若OA=0.8m,OB=0.4m,甲的质量为10kg,则乙的质量为 kg.

5.下列工具中,属于省力杠杆的是 ( )

A.夹邮票用的镊子

B.理发师修剪头发用的剪刀

C.剪铁丝用的钢丝钳 D.钓鱼用的鱼竿

5.如图所示的杠杆中,动力的力臂用L表示,图中所画力臂正确的是( )

6、在如图所示的实验装置中:

①实验前没有挂钩码时,发现杠杆左端下倾,应将杠杆右端螺母向_______(左或右)边旋一些,使杠杆在水平位置平衡。

②实验时只有8个相同的钩码,杠杆上每格等距,当在A点挂4个钩码时,则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡?

(请设计两种方案)

答:①_______________________________

②__________________________ __。

九、板书

第九章 机械与人

第一节 科学探究:杠杆的平衡条件

1、 什么叫杠杆?

在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒,物理学中叫做杠杆。

2、杠杆的五要素:支点○:杠杆绕着转动的固定点。

动力F1:使杠杆转动的力.

阻力F2:阻碍杠杆转动的力.

动力臂L1:从支点到动力作用线的距离.

阻力臂L2:从支点到阻力作用线的距离.

3、杠杆的平衡条件:F1×L1=F2×L2 或 F1/F2=L2/L1

4、杠杆的分类:省力杠杆

费力杠杆

等臂杠杆

十、反思

1、在杠杆平衡条件学习之后,还要训练对杠杆平衡条件的简单计算。

2、在力杠杆平衡条件学习之后,还要训练杠杆平衡条件的应用。

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