四、杠杆第二课时教学设计

第十二章

简单机械

第1节

杠杆

教学设计

重庆市第四十二中学

金永菊

【教材解读】

本节课是在学习了各种力、力和运动的关系，以及功和机械能之后编排的，通过本节课的学习，学生既可以对前面学过的力的概念、二力平衡和功的知识有所巩固和加深，又可以为其他简单机械以及机械效率的学习打下基础。从教材的整体结构来看，杠杆这一节起到了一个联系前后知识点的纽带作用。

杠杆是生活中常见的简单机械，引导学生用科学抽象的方法建立杠杆的概念；然后通过实验探究，引导学生寻找杠杆的平衡条件。

【教学目标】

知识与技能：1.认识杠杆，知道支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂等概念。

2.能从常见工具和简单机械中识别出杠杆。

3.知道杠杆的平衡条件及一些应用。

过程与方法：1.经历绘制杠杆的示意图的过程，体会科学抽象的方法。

2.观察和操作杠杆，体会杠杆的作用。

3.经历探究杠杆平衡条件的过程，学习分析实验现象、寻找数据间规律，从中归纳出实验结论的一般方法。

情感态度与价值观：1.关心生活、生产、自然现象中杠杆的应用。

2.乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，具有利用杠杆方便自己工作的意识。

3.认识到科学探究中必须要有合作精神。

【重点难点处理】

重点：

探究杠杆平衡的条件。这是一个较完整的实验探究，由于学生已有了一定的探究经验，教师不必做过多的提示，更不要包办，教师一定要给学生充分的时间完成探究过程。该探究可突出“进行实验”“分析论证”两个要素，在进行实验时提醒小组内同学密切合作，防止杠杆翻倒和钩码脱落。

难点：

杠杆力臂的画法。利用教材所示例子抽象杠杆特征时，画出示例的杠杆示意图，强调力臂的作图步骤，在第一课时不要花过多时间进行纠正，可添加一节习题课专讲专练杠杆力臂作图。

【教学过程】

引入新课

【构建杠杆模型】

师：很高兴能和大家在这里见面！今天老师给大家带了一点小礼物（出示核桃），不过我发现这核桃太硬了，想请大家帮我想想办法，怎么才能打开它？

（学生想办法，拿出核桃夹）

师：能请你帮我把核桃夹开吗？（学生上台演示夹核桃）非常感谢!大家用过这位同学使用的工具吗？

生：使用过，核桃夹。

师：是的，核桃夹这个简单的机械帮我们解决了问题。类似于核桃夹，剪刀，钳子等这

类工具，在我们的生活、生产中广泛应用，为了了解它们是如何为人类服务的，我们可以用一种模型——杠杆来代替。今天我们就来学习杠杆！

新课推进

一、杠杆

（板书

一、杠杆）

【体验杠杆的使用】

师：大家可以用一用你们小组的工具夹核桃，剪纸，撬图钉。观察一下它们使用时有什么共同的特点？

（学生动手体验，归纳共同特点）

生：有力的作用；绕固定点转动；比较坚硬……

师：非常好，根据这些特点，如何来对杠杆下一个定义？

生：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，叫做杠杆。

师：请同学们想一想，你的生活中，还使用过或见过哪些杠杆呢？

（学生想一想，议一议举例回答）

师：老师也今天带来了一件杠杆（出示杆秤），大家认识吗？用来做什么的？

生：秤，用来秤质量的。

师：对，我们来看一看它满不满足杠杆的几个特点？绕着哪一点转动？有没有同学会用？上来示范一下。

（学生示范，教师改变秤盘中物体的重量，观察学生怎么做）

师：在杠杆的使用中，这种静止的状态叫做杠杆平衡，是一种非常重要的状态。请同学们分小组讨论一下哪些因素会影响杠杆的使用效果呢？

（学生分小组讨论回答）

生：力的大小；力的作用点。

师：除了这两个因素之外，力的方向会不会影响杠杆的平衡呢？我们来试一试。

【演示实验】出示探究杠杆平衡实验装置，在左边第四格挂两个钩码，右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆平衡，逐渐改变测力计的方向，让学生观察杠杆平衡时，力的大小是否变化。

师：这个实验说明了什么？

生：力的大小、方向、作用点都会影响杠杆的平衡。

师：大家观察得非常仔细。现在我们来了解一下杠杆的五个要素，杠杆在使用时，绕着转动的这个固定点叫做支点，用O表示。受到两个力的作用，一个力使它转动，叫做动力，用字母F1 表示；一个力阻碍它转动，叫做阻力，用字母F2表示。

（展示实例，在杠杆上画出支点，动力，阻力）

师：动力所在的这一条直线叫做动力作用线，阻力所在的这一条直线叫做阻力作用线。

师：从刚才的演示实验我们还观察到了，力的作用点和方向对杠杆也有影响。在物理学里面我们引入一个新的物理名词——力臂，来解释这种影响。从支点O到动力作用线的距离叫做动力臂，用L 1表示；从支点O到阻力作用线的距离叫做阻力臂，用L2表示。

（展示动力臂，阻力臂）

师：请同学们结合学案上的课堂达标例1，试着画出图中的力臂。

【课堂达标】

例1、图中OA为轻质杠杆，可绕O点转动，在点B处用细绳悬挂一重物，在A端施加动力F1，使杠杆在水平位置平衡．请画出杠动力臂L1、杆受到的阻力F2及力臂L2。

（学生练习画力臂，完成后展示）

师：请同学们归纳一下画力臂的步骤。

生：一找支点，二画力的作用线，三从支点向力的作用线引垂线，此垂线段就是力臂。

师：这就是画力臂的口诀。

二、探究杠杆的平衡条件

师：请同学们观察甲、乙两图，找出两图力F对应的力臂。

思考：哪个力臂好测量？探究杠杆平衡的条件实验时选择哪种情况来探究更方便？

（小组讨论，举手回答，在投影上稍作比划，再展示力臂）

生：乙图力臂好测量。

生：选水平静止这种来探究更方便，因为这样可以方便的在杠杆上读出力臂。

师：答得非常好，请同学们结合教材P77的探究实验，思考下面三个问题：（1）如何使杠杆在水平位置平衡？（2）怎样改变动力和阻力的大小？（3）如何快速的测得力臂？

（学生思考回答）

分小组设计进行实验，把相应的实验数据填入表格中。

实验次数

1

2

3 动力F1/N

动力臂l1/cm

阻力F2/N

阻力臂l2/cm

【进行实验】

师：请各小组展示一次你们的平衡状态。

（小组展示，读出数据，在黑板上记录展示的数据）

实验完成后仔细分析实验数据，看看杠杆的平衡需要满足什么条件？

（学生进行实验，分析实验数据，并展示，教师巡视）

生：杠杆的平衡条件是：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，

用公式F1l1 =F2l2

表示。

师：我们再来解读三个实验步骤的目的是什么：

（1）.调节平衡螺母使杠杆水平衡的目的？

（2）移动两侧钩码使杠杆再次水平平衡的目的？

（3）多次测量的目的？

生：（1）为了消除杠杆自重的影响；

（2）便于测量相应的力臂；

（3）是为了得出普遍规律。

师：非常好，现在我们来对这节课进行一下小结：

一、杠杆

1、

定义：在力的作用下可绕固定点转动的硬棒。

2、

杠杆五要素：

支点：杠杆可以绕其转动的点O;

动力：使杠杆转动的力F1 ；

阻力：阻碍杠杆转动的力F2 ；

动力臂：从支点O 到动力F1作用线的距离l1 ；

阻力臂：从支点O 到阻力F2作用线的距离l2 。

二、杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂

F1l1 =F2l2

师：接下来我们一起来试着应用杠杆的平衡条件。请结合导学案完成课堂达标。

例2. 搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G=1000N,独轮车的有关尺寸如图所示。推车时，人手向上的力F应为多大？

（学生完成相关例题，交流展示）

师：看来同学们对杠杆平衡条件的应用非常到位。对于有关杠杆平衡条件的应用，首先要合理构建模型，明确平衡要素；第二，对应杠杆原理，落实公式变形；第三，注意单位统一，规范解题过程。

跟踪训练：

1..如图，杠杆的支点在O点，F为作用在杠杆上的动力，正确表示力F力臂的是

(

)

图3

2.

如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码，则（ ）

A．左端下降 B．右端下降 C．仍然平衡 D．无法判断

3．扁担长2m，两端物体的质量分别为50kg和30kg。若不考虑扁担的重力。人的肩头应在什么位置，扁担才平衡?

拓展训练：

4.要想用一个最小的力，推着一个圆筒越过障碍物，试在图上画出此力的作用点和方向，并简要分析说明.

5. 如图A所示，一个轻质杠杆可绕轴O转动，在直杆

的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F，将直杆从右下位置慢慢抬起到水平位置过程中，力F大小的变化情况是 ( ) A.一直增大 B.一直减小

C.保持不变 D.无法确定

拓展：如图B，如何变化？如图C，如何变化？

A

B C