第1节 杠杆

第1节杠杆教学设计乐昌市黄圃镇中心学校 周优平教材分析：杠杆是八年级下册第十二章第一节的内容，它既是前几章力学知识的总结和巩固，又是力学知识的进一步应用和扩展。杠杆作为日常生活中最为常见的简单机械之一，是力的一种基本应用，教材后面讲述的其他机械均可以由杠杆引出，所以杠杆一节在整个知识体系中起到了承前启后的作用。本节课主要研究杠杆的基本概念及杠杆五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂），并以此为基础，研究探讨杠杆的平衡条件，最后理论结合实践，讲述杠杆的应用。从内容安排上既符合由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识体系的系统性和条理性，讲解起来容易被中学生接受。学情分析：初中学生在日常生活中对杠杆现象都非常熟悉，已经有了一定的掌握工具的能力。如：学生已学会了天平的调节，这些都为学习本节做好了铺垫。对杠杆的认识是感性的，但这些认识可能肤浅、片面，甚至错误。因此，在教学中教师要鼓励积极地去观察、讨论、猜想、探究，从中归纳出杠杆的特征及平衡条件。学生对物理现象有基本的观察和分析能力，具有一定分析问题、解决问题的能力，若能加以正确引导，能够相对正确独立地设计解决问题的方案，具有较强的参与意识和表现欲望。教学目标：1、知识与技能 认识杠杆，了解有关杠杆的几个概念。会画力臂。 能识别常见的工具及简单机械中应用的杠杆及其类型。 理解掌握杠杆的平衡条件及其应用。2、过程与方法动手画图，体会力臂的画法。通过动手参与实验，体验杠杆的惊奇效果，得出杠杆的平衡条件。培养学生的观察能力和分析总结问题的能力；通过课堂讨论、交流所得，培养学生的语言表达能力和辨析判断能力。3、情感目标（1）、通过从生活中的实例，建立杠杆模型的过程，了解物理学中研究问题的方法。（2）、通过探究杠杆的平衡条件，使学生勇于并乐于参与科学探究，增进交流与合作的意识，加强学生之间的相互协作精神。（3）、通过杠杆分类及应用的学习，感受物理与生活的联系，进一步领会物理知识的应用价值。教学重、难点重点：力臂的概念;杠杆的平衡条件。难点：力臂的定义及画法；杠杆平衡条件的得出过程。教学准备：多媒体课件，三角板演示：铁架台、杠杆、钩码、枝剪、钳子、羊角锤、钉有钉子的木板等学生：铁架台、杠杆、钩码（50g）教学过程：一、创设情景，导入新课多媒体展示咸阳宫遗址博物馆图。问：这是一幅什么图？生：咸阳宫。师：它曾巍然矗立于八百里秦川。师：（多媒体展示咸阳宫的建造图片）这是我们的祖先在建造宫殿时的情景，引导学生观察人们手中用的是什么？学生：木棍师：这些木棍有一个共同的特点：在力的作用下能绕某个点转动。在物理学中我们把这样的条条棍棍叫做“杠杆”。下面我们就一起来学习杠杆一节的内容。二、探究新知 活动一：杠杆的概念和力臂师：日常生活中你见过或者使用过哪些杠杆？同学间互相交流一下。 （学生很积极地进行交流） 生：撬棒、跷跷板、胶钳、剪刀、天平、钓鱼杆、羊角锤等等（教师再补充几个例子说明杠杆在我们生活中应用很广泛） 师：由此可见，杠杆在我们生活中处处可见，是我们生活上不可缺少的得力助手，现在，我们一起来进一步认识杠杆。多媒体播放“撬棒”示意图。介绍杠杆的五个要素。引导学生归纳出杠杆的定义和杠杆的五个要素。1、杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。（1）“硬棒”不一定是棒，泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。2、杠杆的五要素（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定的。（2）动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示。（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示。（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“L1”表示。（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“L2 ”表示。师：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。请不要画错了。师：下面我们来学习作杠杆力臂（如下图）：问：杠杆的力臂如何正确的画出来呢？第一步：先确定杠杆。第二步：找出支点，即杠杆绕着哪一点转动，用字母“O”表示。如下图所示。第三步：确定动力和阻力。将力的作用线正向或反向延长，第四步：画出动力臂和阻力臂，由支点向力的作用线作垂线，F2L2L11第五步：标明相应的“L1”“L2”， “L1”“L2”分别表示动力臂和阻力臂（用大括号或背向箭头标出），学生练习：学生画图熟悉力臂（投影跷跷板画面，学生画力臂，教师巡视，找出学生典型的画法并投出）活动二：探究杠杆的平衡条件师：通过刚才的学习我们知道杠杆实际就是一个在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。你看，这个装置是杠杆吗？（引导学生观察讲台铁架台上的杠杆）生：是杠杆师：它现在处于什么运动状态？生：静止师：在物理上我们就把杠杆静止或匀速转动状态称为杠杆的平衡。提出问题：杠杆平衡时应具备什么条件呢？小实验：请一个大同学和一个小同学做推门比赛。(大同学推靠近门轴方向，小同学推远离门轴方向)通过亲自动手，感受平衡时应与力的大小和作用点等因素有关。为下面探究中的猜想做铺垫。猜想与假设：从刚才的实验出发，引导学生猜想（与力的大小和支点到力的作用线的距离等因素有关）。猜想与假设正确与否可用实验加以验证。CL1L2O设计实验，制订计划BOAO如上图A，首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡如图B。这样做的目的是排除杠杆自重对杠杆平衡的影响。如图C所示，当杠杆在水平位置平衡时，力臂L1和L2恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂的大小了。下面我们来整理一下思路：请完成下表：理解杠杆平衡是指杠杆_不动或_转动探究过程如下图A、B，调节杠杆两端的_，使杠杆在_平衡，这样做的目的是 ；如下图C，实验过程中移动钩码的位置使杠杆再次水平平衡，目的是便于从杠杆上直接读出_；改变钩码的数量和位置，再多测几组数据，是为了分析杠杆平衡的 。引导学生进行实验，收集证据（将实验数据填入设计的表格中）探究杠杆的平衡条件次数F1/NL1/cmF1L1/NcmF2/NL2/cmF2L2/Ncm123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，与学生一起并参与小组实验，纠正不当的操作方式。实现教师角色的转换，充分体现学生的主体地位。引导学生通过实验探究，记录实验数据，并归纳出实验结论：F1L1=F2L2。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）多媒体播放下表，引导学生完成，以巩固实验探究成果。得出结论杠杆的平衡条件是：文字式：_；写成公式：_评估交流实验中只测一组数据，具有 性，不能得出普遍结论；若用弹簧测力计代替钩码，应当沿竖直方向拉测力计，便于 。活动三：学以至用师：我们学习物理知识的目的就是应用物理知识解决生活中遇到的实际问题，下面我们就来应用杠杆平衡知识来解释问题1用一只弹簧测力计能测出一头大象的重吗？学生自学书本P78的例题。2阿基米德说：“给我一根足够长的杆子我能撬动地球”,他的说法能实现吗？让学生学会获取有效信息的方法，培养学生将所学知识与生活相结合的能力；此环节体现了从物理走向生活的新课程理念。 活动四：杠杆的分类教师引导学生由杠杆的平衡条件分析杠杆的应用；F1L1=F2L2 F1L1=F2L2 F1L1=F2L2名称力臂关系力的关系特点应用举例省力杠杆L1 L2F1 F2省为， 撬棒、铡刀、羊角锤、起子费力杠杆L1 L2F1 F2. ，省距离理发剪刀、钓鱼竿、镊子等力杠杆L1 L2F1 F2不省力，不费力天平、定滑轮评测练习类型一 杠杆作图 例1 2014中考 如图1所示，杠杆OBA在图示位置静止，请画出作用在A点的最小力F及其力臂L。 解析 根据杠杆平衡条件 F1L1=F2L2可知，阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越长，越省力，所以将支点与动力作用点A相连即为最长力臂，然后过A点向上垂直于OA的力即为最小的力。杠杆“最小力”的作法：使用杠杆时，要使动力最小，必须使动力臂最长。最长力臂的确定：A.把支点和力的作用点相连作为最长力臂；B.在滚动圆柱体时，把支点和圆心相连构成的直径作为最长力臂；C.对于长方体来说，对角线为最长力臂类型二 杠杆平衡条件 例22014中考 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题。(1)实验开始时，杠杆的位置如图2甲所示。小明同学想要通过调节杠杆右端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，则调节时应使右端的螺母向_(选填“左”或“右”)移动 图2(2)图乙中要使杠杆平衡，应在a处挂_个钩码。(3)如图丙所示，当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将_(选填“变大”“不变”或“变小”)。 例3（2014广州）如图是手臂的简化图，手托住重物时，肌肉对前臂的拉力沿图中ab线（1）在图中画出重物对手的压力；（2）画出肌肉对前臂的拉力方向；（3）画出拉力的力臂；（4）根据公式 判断肌肉对前臂的拉力 重物对手的拉力（选填“大于”、“等于”、“小于”）作业1、互相交谈本次实验的收获2、完成书本P80“动手动脑学物理”中的习题整理实验器材课堂小结师：本堂课已接近尾声，到了我们谈收获的时侯了。通过本节课的学习，1、你在知识和方法上有哪些收获？2、还有哪些疑惑的地方没有解决？3、课堂上你积极参与了吗？板书设计第1节 杠杆 一、杠杆 二、平衡条件 三、应用定义 五要素 画力臂 F1L1=F2L2 省力 费力 等臂 教学后记：力臂的画法是本节课的一个难点，学生在作力臂