第1节杠杆备课素材

新课标（RJ） 物理 八年级下册第十二章简单机械第1节杠杆方式【活动导入】导入语：同学们，我们来搞个小比赛。活动1：请班内力气最大的男生和班内力气最小的女生分别捏粉笔头，请男生空手捏粉笔头，结果没有捏碎；请女生使用钳子夹粉笔头，结果粉笔头被夹碎。活动2：请前面的两位学生将钉入长木板的铁钉拔出，男生空手拔，结果没有拔出；女生借助羊角锤拔，结果将钉子拔出。设问：同学们，女生的力气比男生小，为什么反而能把粉笔头捏碎呢？为什么使用羊角锤可以轻而易举地将铁钉拔出呢？交流讨论：女生使用的钳子、羊角锤可以省力。引导：钳子、羊角锤是一种简单机械杠杆，这节课我们就共同来学习杠杆的知识。板书课题第1节杠杆。方式二【问题导入】阿基米德是两千多年前古希腊杰出的科学家，他有一句豪言壮语：“给我一个支点和一根足够长的棍子，我就可以撬动地球。”你认为他是在吹牛还是同意他的观点。导入语：阿基米德说的是不是“大话”，别着急下结论，学了今天的知识，你可能就会有新的判断。今天我们就来认识杠杆。 详见光盘内容1实验改进：探究杠杆的平衡条件改进方案可见视频研究杠杆的平衡条件(见光盘视频资源)。2人体杠杆在进行杠杆类型的教学时，可以灵活插入人体活动时的几个典型杠杆。(1)屈肘人屈肘时，最容易看清前臂是个杠杆，它的支点在肘关节。当肱二头肌收缩、肱三头肌松弛时，前臂向上抬，引起曲肘动作；而当肱三头肌收缩、肱二头肌松弛时，前臂向下放，引起伸肘动作。前臂是个费力杠杆，但是肱二头肌只要收缩一点就可以使手移动相当大的距离。图1211图1212图1213(2)踮脚当脚跟抬起时，脚尖是支点，小腿肌肉的收缩提供动力，人体重力则落在两者之间的趾骨上。从这个杠杆可以发现，当人踮脚时，因动力臂大于阻力臂，因而用较小的肌肉拉力就能克服较大的重力，所以，它属于省力杠杆。由此不难看出，在体育竞赛中，运动员的脚越长，则提起脚用的力越小，跑起来就会越快。(3)仰头抬头时，也可以在颈部找到杠杆，杠杆的支点在脊柱之顶，支点后的肌肉收缩提供动力，头颅的重量是阻力。这个杠杆几乎是个等臂杠杆。中考解读 本节在中考中的常考内容有：杠杆的概念；杠杆的五要素及作图；探究杠杆平衡条件；杠杆的分类及应用。考查时常常列举生活实例，进行分析判断，一般杠杆的概念、五要素、分类及应用在选择题中出现较多，杠杆作图往往以作图形式考查，探究杠杆平衡条件则常常以选择题或实验探究题出现。考点对接 1.探究杠杆的平衡条件源起教材P77 实验探究杠杆的平衡条件如图12.12，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。1给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所受的重力。2.设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的数值填入表格中。图12.12探究杠杆的平衡条件例1聊城中考 在“探究杠杆的平衡条件”实验中：(1)将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，如图1214所示，这时应将左端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)端调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是_。图1214(2)记录实验数据的表格如下，请将表格空白处补充完整。次数动力F1/N_阻力臂l2/m120.110.2(3)某同学通过以上实验操作及数据分析，得出杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂。你认为他的结论_(选填“可靠”或“不可靠”)，理由是：_。答案 (1)右便于测量力臂(2)动力臂l1/m阻力F2/N(3)不可靠只测量一次数据，具有偶然性，不能得出普遍规律解析 (1)杠杆左端下沉，应将平衡螺母向右端移动，使其在水平位置平衡；调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自身重力对实验的影响，且此时力臂恰好沿杆的方向，便于从杆上直接读出力臂。(2)表格中数据应包括动力、动力臂、阻力、阻力臂几项，由表格中数据知，应为动力臂，单位为m；应为阻力，单位为 N。(3)该同学仅根据一组实验数据就得出结论，实验结论具有偶然性，不具有普遍性，实验结论不合理。考点对接 2.杠杆的平衡条件源起教材P78 例题据杭州日报报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量(如图12.13甲)。测量时利用了一根长度为10 m的槽钢作为杠杆，如图12.13乙，吊钩固定点O为支点。弹簧测力计示数F1为200 N，测得动力臂l1为9 m。阻力臂l2为6 cm。若不计槽钢和铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10 N/kg。图12.13现代版曹冲称象例2安徽中考 如图1215所示，AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G_N。若保持拉力方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将_(选填“增大”“不变”或“减小”)。图1215答案 20不变解析 (1)如题图所示，杠杆在水平位置，lBA2lBC，根据杠杆平衡条件，FlBAGlBC，所以G210 N20 N。图1216(2)杠杆被拉起后，如图1216所示。BA为动力臂，BC为阻力臂，BCDBAD，BCBABDBD12，杠杆平衡，所以FlBAGlBC，FG20 N10 N，可知当杠杆从A位置匀速提到D位置的过程中，力F的大小不变。考点对接 3.杠杆的分类及应用源起教材P79这类杠杆的特点是，杠杆的动力臂比阻力臂短，动力比阻力大，所以把它叫做费力杠杆。这类杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小，虽然费力，却省了距离。图12.14赛艇的桨是杠杆例3滨州中考 根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能。要剪断铁丝等较硬的物体，图1217中的4种剪刀应选择()图1217答案 D材料一用不准确的天平进行准确的测量我们实验室里测量物体质量的天平是等臂杠杆，它是根据杠杆的平衡条件制作的测量仪器。因为动力臂等于阻力臂，所以左盘中的物重等于右盘中的砝码(包括游码所对刻度)重，左盘中的物体质量等于右盘中的砝码(包括游码所对刻度)质量。由于使用不当和部分破损，一些天平实际上是不等臂杠杆，用这样的天平直接测量，不管你怎样认真地进行正确操作，称量结果与物体的真实质量值之间总有偏差。在粗略测量和练习使用天平时，都可以忽略由于仪器本身造成的误差。但是在精确测量中，这是不允许的，如何用不准确的天平进行准确的测量呢？第一种方法是“恒载法”。先将另外一个物体放到天平的一只托盘上，然后把砝码放在另外一只托盘上，直至天平平衡。接着，把待测物体放到放砝码的托盘上，并将其中的一部分砝码逐渐取出，使天平恢复平衡。此时，被测物体的质量就等于被取出的砝码的质量。由于砝码是准确的，故所称出的值就是被测物体的真实质量值。第二种方法是“替代法”。把待测物体放到天平的一只盘上，另外拿些沙粒加到另外一只盘上，一直加到使天平平衡。然后，把待测物体拿下(沙粒不动)，逐渐把砝码加到这只盘上，直到天平重新恢复平衡为止。这样，被测物体的质量就等于盘上砝码的质量。第三种方法是“复称法”。首先把待测物体(设质量为m)放在左盘，然后往右盘加砝码(质量为m1)使之平衡。此时，便有mgl1m1gl2(l1、l2分别为左、右盘到天平中央的距离)。接着，再将待测物体放到右盘，然后往左盘加砝码(质量为m2)至天平平衡。此时，也有m2gl1mgl2，将两式相比可得m，只要将m1、m2的值代入上式，便可得出待测物体的质量了。材料二筷子筷子，被外国人誉为“东方的文明”，是中华民族的国粹。它的使用，标志着中华民族文明的进步。美国哈佛大学一位人类学家认为，中国最古老的筷子的出现，大约是在公元前1200多年以前，比西方人使用刀叉要早几百年。材料三我国古代的简单机械(杠杆)我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的，因此简单机械的成就也是辉煌的，杠杆的应用非常广泛。对于杠杆，在墨经中科学地叙述了其平衡原理，“相衡，则本短标长”。这里的“本”是指靠近支点一边的杆，“标”是指靠近重锤一边的杆。如果两边平衡，杠杆一定是水平的，被测重物一边杆短，重锤一边杆长。又说“两加焉，重相若，则标必下，标得权也”，这就是说杠杆平衡后，两边加