四、杠杆教案和课堂实录

14.4 杠杆《探究杠杆的平衡条件》

教学设计

襄阳市第四十五中学

郭雪玲

章节：14.4《杠杆》

课时：第二课时《探究杠杆的平衡条件》

教学目标：1、通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件

2、能利用杠杆的平衡条件进行相关计算 教学重难点：重点：理解杠杆的平衡条件。

难点：利用杠杆的平衡条件进行相关计算及试验过程的相关问题

教学分析：在前一节已经认识的杠杆并且学习了杠杆的五要素，那么这节课就要在杠杆五要素的前提下来探究杠杆的平衡条件。利用实验探究杠杆的平衡条件，然后得出结论，通过实验更加直观而且不容易忘记，能够利用杠杆的平衡条件来解决实际问题。

[引入新课] 一个大人和一个小孩玩跷跷板，那么如何能够让跷跷板平衡呢？

[新课教学]

实验探究：杠杆的平衡条件

1、杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力作用下静止不动或杠杆匀速转动时，就是杠杆平衡。今天研究杠杆的平衡是指杠杆在水平位置静止不动的平衡。

2、探究杠杆平衡的条件

提出问题：杠杆在动力、动力臂与阻力、阻力臂之间有什么关系时能够平衡？

猜想与假设：猜想一：F1+L1=F2+L2

猜想二：F1-L1=F2-L2

猜想三：F1*L1=F2*L2

猜想四：F1÷L1=F2÷L2

设计实验：（选器材）：铁架台、杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺、细线。

杠杆→作为研究对象。

杠杆上的刻度→可直接读出力臂的长度。

杠杆上的两个螺母→调节杠杆平衡。

钩码→用钩码的重力来充当动力和阻力。

进行实验：（实验步骤）：

①

调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时保持水平并静止，在水平位置平衡；（杠杆在水平位置平衡，才可从杠杆上的刻度值直接读出力臂。）

②

把钩码挂在支点两侧，调节位置和钩码的多少，使杠杆重新平衡；把支点一边的钩码重量当作动力F1,支点另一边的钩码重量当作阻力F2,读出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2,把F1、F2、L1、L2的数据填入表中；一个钩码的质量是50g，它受到的重力是0.49N，杠杆上每一小格的长为3 cm。

③改变力和力臂的数值，重做一次上步实验，把数值填入表中；

④改变力和力臂的数值，再做一次上步实验，把数值填入表中。

实验次数

1

2

3 动力F1(N)

动力臂L1(cm)

F1×L1

(N．cm)

阻力F2(N)

阻力臂L2(cm)

F2×L2

(N．cm)

分析论证：（得出结论）：分析、比较实验数据，从中总结出动力、阻力、动力臂、阻力臂满足什么关系时杠杆平衡？

动力×动力臂=阻力×阻力臂。

3、杠杆的平衡条件

杠杆的平衡条件：

动力×动力臂=阻力×阻力臂

即：

F1L1=F2L2──杠杆原理；也可以写做：

F1/ F2= L2/ L1；力跟力臂成反比。

上式的意义是：动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。例如用抽水机抽水时，加在抽水机手柄上的力是150牛，如果动力臂是60厘米，阻力臂5厘米，即动力臂是阻力臂的4倍，动力就是阻力的四分之一。由此可知抽水机的柄受到的阻力是600牛。

注意：杠杆水平，便于测量力臂；

单位要统一，如个数、格数都可以。

杠杆平衡不是由力或力臂决定，而是由力和力臂的乘积决定，力和力臂的乘积大的那端向下倾斜。

课上训练

例1 如图所示，保持杠杆始终水平平衡，沿虚线方向改变弹簧测力计的拉力方向，弹簧测力计示数会变化吗，为什么？

例2 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：

⑴如图一

左右力臂L1:L2=______? ⑵如图一

在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码，杠杆____（填“能或不能”）平衡？

_____边下降? ⑶如图二

若使杠杆再次平衡，可在

_左__边的钩码下再挂

___ 个钩码？

⑷如图三

若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码，则

___ 边将下降，

(5)利用本装置探究杠杆平衡条件时需要记录多组数据,这样做的目的是在于？

课后作业

1．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）实验时前，杠杆处于如图甲所示的状态，此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态，使用时应将左端的平衡螺母向______(填“左”或“右”)调节：使杠杆在水平位置平衡。此时杠杆所受的重力的力臂为_____;让杠杆在水平位置平衡的目的是_____________

（2）杠杆平衡后，小明同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上_______个钩码，使杠杆在水平位置平衡．

（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，(选杠杆在水平位置始终保持平衡（如图丙），测力计示数如何变化__________．填“先变大后变小”“先变小后变大”或“一直变小”“一直变大”或“不变”) （4）在探究过程中，我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力，阻力臂四个物理量，在进行多次实验的过程中，我们_______(选填“可以”“不可以”)同时改变多个量，进行探究测量。

2．在“研究杠杆平衡条件”实验中

（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母向______调（填“左”或“右”）

（2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向______（填“左”或“右”）移动______格。

（3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将______。（填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”）

二、计算题

3．如图所示，OA为一可绕O点转动的轻质杠杆，杆长为2米，作用于A点的竖直向上的力F1的大小为60牛，重物G的重力大小为150牛，要使杠杆水平平衡。求：重物G悬吊点B距A端的距离LBA。

4、杠杆平衡时，动力为10N，阻力为40N，动力臂为0.4m,求阻力臂。

5、一条扁担长1.4m 左端挂300N重的物体，右端挂400N重的物体，问人肩能挑距左端多远的地方，扁担才能处与平衡？