四、杠杆优秀教学设计

第十二章

简单机械

第一节

杠杆

教学目标

知识与技能：

①通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取共同的特征，并能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置。能准确地画出杠杆的动力臂和阻力臂。②通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想和假设，并设计出验证方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆平衡的条件。能应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题。

③能根据杠杆的特点，以及作用效果等进行分类

过程与方法 ：

①通过观察和实验、感知杠杆，培养观察能力

②通过实验探究，总结归纳出杠杆的平衡条件，培养初步的分析概括能力，收集信息和处理信息的能力。

③在对实例的调研、分析和解释中进一步理解和应用杠杆平衡条件，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。

情感态度与价值观

：

①使学生感受到杠杆在生活中有广泛的应用，提高探究的乐趣。

②运用学过的科学知识解释生活中的杠杆，进一步感受到生活和科学的关系。

教学重点/难点/易考点

教学重点

杠杆平衡条件

教学难点

力臂的引入和理解、杠杆平衡的应用

教学方法

实验探究——归纳总结——补充讲解——练习提高

教学用具

多媒体，教学用直尺、杠杆

教学过程

引入新课

【师】著名的物理学家阿基米德曾经有一句名言，说如果给他一根硬棒和一个支点他可以撬动整个地球。经科学研究证明，他办不到这件事，但他讲的这个道理是正确的，只是他无法在他有限的生命里走完硬棒另一端的路程。那么他所说的硬棒到底有多厉害！让我们一起来探究它的奥秘吧？

观察图像中的这些日常生活用的工具，请同学说出这些工具的名称和用途？

【生】撬石头时用的撬棒。还有我们小时侯玩的跷跷板也是杠杆。活塞式抽水机的手柄工作时也是杠杆

【板书】

杠杆概念：一根硬棒、在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。

新知介绍

【师】现在老师手里有一个罐头，同学们的力气呢不够打开它。这个时候你会借助什么外界的器具？

【生】筷子、起子……

【师】那么这里的筷子和起子，为什么就能更方便地打开罐头呢？这里运用的原理又是什么？

在用

1、杠杆五要素

【师】从这幅图里可以看到，有支撑木棒的点O，有人用的力F1，还有石头挡住棒子的阻力F2，另外还有两端距离就是相应力的力臂。

【生】总结：

绕着固定点转动的固定点支点O——杠杆绕着转动的点

受到力的作用。动力和阻力

动力F1——使杠杆转动的力

阻力F2——阻碍杠杆转动的力

力臂

动力臂L1——从支点到动力作用线的距离

阻力臂L2——从支点到阻力作用线的距离

【师】那么是不是所有的木棒都能成为杠杆呢？

【生】思考并作答

【师】一根硬棒成为杠杆的要有如下两个条件：

①要有力的作用；

②要能绕着某固定点转动

【师】杠杆的五要素比较简单，那么接下来我们看看力臂在杠杆中如何找。

2、力臂的画法

【师】上面我们已经介绍了杠杆五要素，其中最难找到的就是力臂，那么如何来确定力臂呢？找到力臂的顺序：

（1) 确定支点

（2）确定力的作用线

（3）过支点到力的作用线作垂线

（4）标垂足，定力臂

注意：

力臂是支点到垂足的距离，不是支点到作用点的距离，因此力臂不一定在杠杆上。

力的作用线是一条直线，没有方向。

作图细节方面：力臂，力的作用线用虚线表示，且力臂的长度应该用大括号标记；

垂直的地方应有垂足；支点处用0标记；5个名词必须用正确的字母表示。

如图所示：

下图中那个是支点？谁是动力？谁是阻力？谁是动力臂？谁是阻力臂？

3、杠杆平衡条件

【师】同学们都见识过生活中各式各样的杠杆了，那么现在有一个问题，同学们认为，杠杆所谓的平衡，怎么样才是杠杆的平衡呢？

【生】思考，踊跃回答

【师】杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。很多情况下，杠杆是倾斜静止的，那么这样的情况下，算不算刚刚说的杠杆平衡的情况？

【生】因为倾斜静止的时候，杠杆是受力平衡的，也受到平衡力，所以也可以理解承平衡状态。

【师】回答正确，那么接下来我们来探讨杠杆平衡的条件

【师】大家都看见卖水果要用杆秤来称，哪一位同学上来演示一下。你为什么要这样称？

【板书】动力×动力臂=阻力×阻力臂

【师】下面我们一起来探究，这个结论的真实性。

探究杠杆的平衡条件

实验器材：

杠杆、铁架台、钩码

实验步骤：

①如图，把杠杆的中点支在铁架台上，

调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；

【师】为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢？

【生】（因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出．）

②在杠杆两边挂适当钩码，并移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，计算两力的大小，并读出两力臂的值，将力和力臂的数值填入表中；（重复3次）

③进行实验与收集证据

实验次数

F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 2 3

④多次实验，分析判断，得出结论

杠杆平衡条件：

类型一：乘积形式 F1L1=F2L2

类型二：比例形式 F1/F2=L1/L2

物理含义：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。

【师】如果我们把表格左边的数据或者右边的数据任意地加减或乘除，看两边的结果会怎样？

【生】杠杆会失去平衡。

【师】那么杠杆会向哪边倾斜又是如何判断呢？

【生】通过杠杆平衡条件的公式，乘积哪边小，杠杆偏向哪边（低）。

利用杠杆平衡条件求最小力的方法

【师】刚刚我们已经通过实验验证了杠杆平衡条件，接下来我们需要我们学过的知识点来求解生活中的实际问题：如何求撬动杠杆物体所需要的最小力。

由平衡公式F1L1=F2L2可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，当动力臂最大时，动力最小，所以要求最小动力时，要先找出最大动力臂。

4、杠杆的分类

【师】杠杆有几种类型？各有什么利弊？

【板书】

当 L1=L2时，F1=F2不省力，也不费力——等臂杠杆

当 L1F2，费力——费力杠杆（省距离）

当 L1>L2时，F1

提问：生活中有哪些物体是等臂杠杆（省力杠杆、费力杠杆）？

复习总结和作业布置

课堂总结：主要理解掌握三个知识点

一、杠杆五要素

绕着固定点转动的固定点支点O——杠杆绕着转动的点

动力阻力动力臂阻力臂——使杠杆转动的力

——阻碍杠杆转动的力

——从支点到动力作用线的距离

——从支点到阻力作用线的距离

二、力臂的画法

确定支点

确定力的作用线

过支点到力的作用线作垂线

标垂足，定力臂

三、杠杆平衡条件

动力×动力臂=阻力×阻力臂

物理含义：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。

课堂练习

1、如图所示的简单机械，在使用中属于费力杠杆的是（ B ）

2、几位同学在一起讨论如何认识力和表示力的问题，其中看法错误的是（

D ） A．力是物体间的相互作用，力有大小、方向、作用点 B．可以用一个图形直观地表示出力的三要素 C．力是看不见、摸不着的，但可以通过分析它产生的效果来认识它 D．力是看不见摸不着的，是不能够认识的 3、作用在同一物体上的两个力，若这两个力的三要素完全相同，则这两个力（

B ） A．一定是平衡力

B．一定不是平衡力 C．可能是平衡力

D．无法判断

4、图7是一个指甲剪的示意图，它是由三个杠杆ABC、OBD、OED组成。用它剪指甲时，属于省力杠杆的是（ A ）

A．ABC B、OBD C、OED D、三个都是

5、如图，一个不等臂杠杆，在水平位置平衡后，若再在两端分别挂上两个质量相同的物体后，则（ C ）

A、杠杆不能平衡，左端下沉

B、杠杆仍然平衡

C、杠杆不能平衡，右端下沉

D、无法判断

6、如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于（ C ）

A．600N B．400N C．200N D．150N

[1]

作业布置

1、完成配套课后练习题

板书设计

第十二章

简单机械

杠杆

第一课时

1．杠杆概念：一根硬棒、在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。

2．杠杆五要素

支点O——杠杆绕着转动的点

动力阻力动力臂阻力臂——使杠杆转动的力

——阻碍杠杆转动的力

——从支点到动力作用线的距离

——从支点到阻力作用线的距离

3、力臂的画法

（1) 确定支点

（2）确定力的作用线

（3）过支点到力的作用线作垂线

（4）标垂足，定力臂