四、杠杆教学设计(第二课时)

杠杆

一、教学目标

（1）通过对生活中杠杆的实例的归纳，建立杠杆概念。

（2）通过识别杠杆，了解杠杆的五个要素。

（3）通过探究杠杆的平衡条件，知道杠杆的平衡条件，并能利用杠杆的平衡条件进行相关的计算。

（4）能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。

（5）了解专利的三种形式及有效期限。

（6）了解“外观设计专利”的特点及要求。

二、教学重点难点

重点：探究杠杆的平衡条件。

难点：杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法。

三、新课引入

活动：两个同学比赛扳手腕

明确比赛规则：手肘不能离开桌面，身体坐直不能倾斜。

比赛开始，学生观战，比赛结束采访落败选手：想赢么？老师用物理知识帮助你赢一次。

再一次比赛，让力气大的选手抓住落败选手的手臂，进行比赛。

落败选手反败为胜。

提问：老师应用了什么物理知识帮助他反败为胜的呢？

四、新课讲解

（一）杠杆

1．定义

图片展示：古时候的杠杆

图片展示：现代生活中的杠杆

出示用起子开启未启封的饮料、羊角锤等器材，说一说我们在使用这些工具时，有什么共同特点？

这些工具在工作过程中，都像杠杆在撬动重石一样（投影片），可以绕一个固定点转动，本身没有变形。

杠杆：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。

2．杠杆的五要素

1．支点O：2．动力F1：3．阻力F2：4．动力臂l1：5．阻力臂l2：

注意：力臂可简称为“点线距”。

①力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所画的一条直线。

②距离：点到直线的垂线段的长度。

播放微视频：画力臂

练习：请画出下图中F的力臂及重力的力臂。

（二）杠杆的平衡条件

在杠杆的使用时，杠杆平衡状态是一种非常重要的状态。

探究：杠杆的平衡条件。

（1）提出问题

在杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？

（2）猜想与假设

学生进行猜想并鼓励有创意和科学思维的猜想。

（3）制定计划与设计实验

利用实验器材，设计一个实验，对杠杆的平衡条件进行探究。

在学生进行初步设计后，组织交流设计思想，通过交流讨论，使学生明白：

①实验中动力和阻力是人为规定的；

②“怎样确定力臂”是这个实验的难点，可以在实验中使杠杆水平平衡，直接数出杆上的格子数就是力臂的大小；

③设计表格。

（4）进行实验

根据所要测量的内容，参照教材“实验探究”，设计好实验步骤和记录表格，然后动手进行实验。

强调操作注意事项：

（1）在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。

（2）挂钩码后，不能再动平衡螺母。

（3）读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。

具体步骤：

①调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

②

在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。然后把实验数据填入表中。

③

改变力和力臂的数值，再做两次实验，把实验数据填入表中。

实验次数

1 2 3 F1/N l1/m

F2/N l2/m

④

求出各次实验中动力×动力臂和阻力×阻力臂的值，然后思考杠杆的平衡条件。

实验次数

F1/N 1 2 3

（5）得出结论

报告实验结论，组织学生对上报实验结果进行分析。综合学生的讨论结果，对板书中学生的猜想进行评价，得出正确结论。

杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。

用公式表示：F1L1＝

F2L2

（6）交流与合作 揭秘落败选手反败为胜的秘密

（三）生活中的杠杆

1．探究活动

试着找出以下杠杆中的支点、动力、阻力，动力臂阻力臂。

思考并讨论：观察这些杠杆，看看它们的动力臂和阻力臂有什么关系？再根据杠杆平衡条件分析动力与阻力的关系。

l1/m

动力动力臂

F2/N

l2/m

阻力阻力臂

2．三类杠杆

将杠杆按其动力臂与阻力臂的相对长度分类，并对不同类型杠杆的特点及功能做一总结。

（1）省力杠杆

动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。

生活中，你还发现哪些工具是省力杠杆？

铡刀、核桃夹、独轮车、钳子

（2）费力杠杆

动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。

生活中，你还发现哪些工具是费力杠杆？

船桨、筷子、食品夹

（3）等臂杠杆

动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。

杠杆分类：

杠杆分类

省力杠杆

费力杠杆

等臂杠杆

判断

六、课堂小结

1．杠杆定义

2．杠杆的五要素

3．杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂

4. 杠杆的种类：

（1）省力杠杆：L1>L2，动力小于阻力

特点：省力，但费距离。应用：羊角锤

力臂关系

l1>l2

l1

l1=l2

平衡时

力的比较

F1

F1>F2

F1=F2

特点

省力、费距离

费力、省距离

不省力、不费距离

应用举例

撬棍

铡刀

天平

（2）费力杠杆：L1

特点：费力，但省距离。应用：钓鱼竿

（2）等臂杠杆：L1＝L2

，动力等于阻力

特点：不省力也不费力。应用：天平

游戏环节：两组学生比赛找出省力杠杆，谁得的分越多，谁可以赢得奖品。

七、板书设计

杠杆

1．含义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。

2．五要素：支点O、动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。

3．平衡条件（杠杆原理）：F1×l1＝F2×l2。

4．三类杠杆：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。