第十章 机械与人第一节杠杆的平衡条件

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1、第十章 机械与人第一节 科学探究：杠杠的平衡条件教学目标知识与技能：1. 认识杠杆，知道支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等要素；2. 通过实验探究得出杠杠的平衡条件，并能利用杠杆平衡条件的关系 FL =FL1 1 2 2 进行简单的计算；3. 会用杠杆平衡条件对杠杆进行分类。过程与方法：1. 通过观察和实验，了解杠杆的结构；能通过将常见工具抽象成杠杆，感受建 立物理模型的方法；2. 能对探究“杠杆平衡条件”实验的过程作出正确说明，以及得出正确的结论 等。情感态度与价值观：1. 通过学生的探究实验活动，培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的科学 精神。2. 通过学习简单机械在生活中的普遍应用，体

2、验科学技术的重要性。3. 结合我国古代劳动人民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，教学重点：1. 知道什么是杠杆平衡；能正确作出杠杆所受动力和阻力的力臂；2. 经历科学探究过程，能对探究“杠杆平衡条件”实验的过程作出正确说明， 以及得出正确的结论等。教学难点：1.能正确作出杠杆所受动力和阻力的力臂；2.利用杠杆平衡条件的关系式 F L =F L 进行简单的计算。1 1 2 2教学方法：观察、探究、举例、归纳教学仪器：指甲剪、钢丝钳、镊子、钉锤、钉有钉子的木板、杠杆、铁架台、钩码、弹簧 测力计、杠杆平衡实验装置若干套。课时安排：2 课时教学过程导入利用阿基米德的名句“

3、给我一个支点，我可以撬动地球”引入课题。 新课教学一、认识杠杆 出示图片。提问：这些机械有什么共同的特点?演示：模拟一个日常生活中的一种现象，怎样用一硬棒撬起一块大石头？（用 木棍撬一物体）说明：在这个过程中，我们使用了一根硬棒，而且在撬起过程中这根硬棒在一 个力的作用下，绕着一个固定的点转动，像这样的一根硬棒叫杠杆。进一步说明：使用这种机械时，要受到力的作用，棒要硬，且有固定的转动点。 1、杠杆概念：在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。 注意：杠杆不一定必须是直的，也可以是弯曲的，但是必须保证是硬棒。 2、杠杆的五要素：（以撬棒为例进行说明）（1）支点（0）:杠杆绕着转动的固定点。

4、（2）动力（F ）:作用在杠杆上，使杠杆转动的力。1（3）阻力（F ）:作用在杠杆上，阻碍杠杆转动的力。2 杠杆工作时，从支点到力的作用线的距离是一个重要因素，它是力的方向、作 用点两个要素相结合形成的新的要素，物理学上把它叫做力臂，即：力臂L）是指 从支点到力的作用线的距离。（4）动力臂（L）:从支点到动力作用线的距离。1（5）阻力臂（L）:从支点到阻力作用线的距离。2注意：一根硬棒能成为杠杆，不仅要有力的作用，而且必须能绕某固定点转动， 缺少任何一个条件，硬棒就不能成为杠杆，例如酒瓶起子在没有使用时，就不能称 为杠杆。3、作图分析：（ 1 ）根据力画出力臂 方法：确定支点；作力的延长线或反

5、向延长线（虚线）；过支点作力的作用线或 延长线的垂线（虚线）；标上力臂L或L。12练习：1、分别画出下列图中F、F相应的力臂L和L。1 2 1 2（2）根据力臂画出力。 方法：经过力臂的一个端点（非支点的一端），作力臂的垂线，并与杠杆相交；判断使杠杆平衡时力的方向，分别用 F 和 F 表示。12练习 2、根据力臂画出相应的力 F 和 F 。12（3）根据实际杠杆画出相应的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂 方法：根据实例，即杠杆的工作情况，先确定杠杆的支点，再判断并画出动力 和阻力，最后画出相应的动力臂和阻力臂。二、杠杆平衡的条件1、什么是杠杆平衡？杠杆的平衡是指杠杆在力的作用下处于静止状态或匀

6、速转动状态，叫杠杆的平 衡状态。2、探究：杠杆的平衡条件（1）提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂是什么关系？（2）猜想与假设：猜想 1：动力+动力臂=阻力+阻力臂猜想 2：动力-动力臂=阻力-阻力臂猜想 3：动力/动力臂=阻力/阻力臂猜想4:动力X动力臂二阻力X阻力臂（3）设计实验与制定计划：说明:要得到确切地结论，不能只凭猜想，还必须通过实验来研究，这样我们 就设计实验讨论如何去测量动力、阻力、动力臂、阻力臂并改变动力、动力臂、阻 力、阻力臂，使杠杆处于平衡状态，根据归纳法，实验至少要做三次。实验装置如下:两只可调节的螺母，能起什么作用？（调节杠杆自身的平衡,讨论:1、杠杆两端

7、装置有即使杠杆水平平衡，目的是使杠杆的重心在支点上，忽略了杠杆自重对实验的影响。）2、实验的过程中，为什么还要使杠杆处于水平的平衡状态？（便于直接从杠杆上读出力臂的大小。）（4）进行试验与收集数据: 记录数据的表格如下:（5）交流与讨论:与力臂的单位是不同的，因此只要验证猜想，显然猜想动力/动力臂工阻力/ 阻力臂不符合，从而猜想的结论：动力X动力臂二阻力X阻力臂。总结：杠杆平衡的条件 动力X动力臂二阻力X阻力臂表达式： FL=FL1 1 2 2拓展：可在实验过程中，再加入用弹簧测力计斜拉的实验，让学生认识到影响 杠杆平衡的因素，不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的距离， 在此基础

8、上总结出杠杆的平衡条件。三、杠杠的分类及应用：由杠杆平衡条件：FL二FL ;可知杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。其1 1 2 2 中省力杠杆费距离，省距离杠杆费力，既省力又省距离的杠杆的不存在。(1)省力杠杆：L LF V F1 2 1 2如：抽水机的手柄、剪铁皮的剪刀、钳子、铡刀、独轮车、启瓶盖的启子等。 费力杠杆： LVLFF1 2 1 2 如：理发的剪刀、钓鱼杆、镊子、人体手臂等。等臂杠杆： L=LF= F1 21 2如：天平、定滑轮等。拓展：如何画出简单机械中最省力的方向？课堂小结：1、什么是杠杆？杠杆的五要素。2、探究杠杆的平衡条件实验中有哪些注意的问题？结论是什么？。3、生活中有哪几类的杠杆？各有什么特点？布置作业：课本作业第 3、 5、 6 题。