第1节杠杆(20201109181802)

第十二章简单机械

第1节杠杆

导入一：

展示图片：一个人正在用一个巨大的杠杆撬动地球

提问:这幅图的内容是什么？能联想到什么？

观察，交流感想，并踊跃回答，说岀自己的看法.

阿基米德的名言显示了科学家基于科学理论的宏大气魄，也使我们接触到杠杆这个词.

会心地接受，体会到“一人之力可以撬动地球，使用杠杆似乎是可以省力的”，急于了解有关杠杆的科学理论.

［设计意图］创设情景活跃课堂气氛，引入课题.

导入二：

下图的漫画是小兔和小猴分萝卜吃的情景，小兔认为自己胜利了，而小猴却认为小兔中计了

你认为小猴和小兔谁分到的萝卜重

教学过程

导入三：

趣味游戏激发悬念

1.主持游戏：老师这里有一些钉子要拔岀来，哪位同学愿意帮老师？

学生参与游戏

2.老师这里可以提供一些工具，让同学试着去撬起来，然后告诉同学你的感受.这是为什么呢？

用螺丝刀撬，用羊角锤撬，其他学生观看后重复.

［设计意图］从活动引入，调动课堂气氛，引发学生学习兴趣，培养学生学习的积极性

一、杠杆

生活中有很多帮助人们工作的工具，实质上都是杠杆.

同学们能举岀自己所知道的有关杠杆的实例吗？

岀示钉有钉子的木板、未启封的饮料、羊角锤、起子等器材，让学生选择工具起岀钉子、打开饮料.

同学们课前也准备了不少相关的工具，请拿出来操作一下，互相讨论一下你的感受，说一说我们在使用这些工具时，有什么共同特点？

举岀实例或拿岀自己事先准备的实物，踊跃地上讲台操作，其余学生进行观察并讨论.

观察与思考后回答：工具在转动，可以省力，有一个固定点，工具没有变形.

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.

观察投影片，对照自己使用工具的情形，确认这些特点的存在.

［设计意图］联系实际生活中的实例进行学习，再现生活情景，激发学习兴趣.

阿基米德要的那个支点，是指图中的哪个点？为什么这个点如此重要？

明白“支点”对构成杠杆的重要性.

［设计意图］锻炼分析实际问题的能力.

杠杆:能绕固定点转动的硬棒.

画出用杠杆撬动重物的示意图

观察黑板上教师所画示意图，在笔记本上画图，标岀杠杆的五要素.

着重从数学角度确定力臂的定义，回答：“点”“线”“距”的含义.

观察、思考后举手回答.

杠杆五要素：

1. 支点0.

2. 动力F i.

3. 阻力F2.

4. 动力臂L i.

5. 阻力臂L2.

点拨:力臂可简称为“点线距”

［知识拓展］力的作用线：通过力的作用点沿力的方向所引的直线，叫做力的作用线，无论是动力还是阻力，作用在杠杆上的这两种力，其作用效果正好相反，一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要的方向转动的力叫做阻力.

力臂是支点到力的作用线的垂直距离而不是支点到力的作用点的距离，力的作用线通过支点的，其力臂

为零，对杠杆的转动不起作用.

、杠杆的平衡条件

思路

(1) 提出问题:杠杆满足什么条件才能水平？

(2) 猜想与假设：让学生充分猜想，同时用橡皮、小刀、直尺、硬币等物示意给学生看，什么叫杠杆的平衡

学生猜想如下：

①F i+L i=F2+L2,②一=—，③ F i- L i=F2- L2,④F x L i=F2 x L2.

教师带领学生分析以上猜想，甄别那些明显错误的猜想，如①F i+L i=F2+L2，③F i-L i=F2- L2,力和力臂单位不一

样是不能加减的

将学生分成两部分分别探究 ②一=—，④F i x L I =F 2X L 2.

(3) 制订计划与设计实验

设计实验方案：(引导学生讨论，实验装置中力的大小、力臂的大小最好能随时知道.实验探究前，应让学生 充分讨论他们的探究方案.)

实验目的：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 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. ※为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢？(因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读岀或量岀 .)

探调节杠杆平衡的方法：左沉右旋，右沉左旋.

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，并读岀两力臂 的值,将力和力臂的数值填入表中.(重复3次)

C ---------

、

(4)进行实验与收集证据

(5) 讨论、交流、合作.

你的实验结论与你的假设一致吗 ？你的结论是什么？ (6) 得出结论:杠杆的平衡条件是： 动力X 动力臂=阻力x 阻力臂

(F i x L i =F 2X L 2) ［知识拓展］正确理解杠杆的平衡条件

(1) 研究杠杆平衡条件的实验是杠杆在水平位置平衡进行的，但是在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的,在很多情况下，杠杆是倾斜静止的，这是因为杠杆受到了几个力作用而平衡，所以说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成平衡状态.

(2) 从动力X动力臂=阻力X阻力臂，可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越长，力就越小.

(3) 利用杠杆平衡条件进行计算时，单位要统一，动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位要统

思考二

请同学们利用手边的直尺、铅笔、橡皮等文具，做一个杠杆水平平衡实验.

我们可以用大物体平衡小物体，那么，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？

学生猜想：

(1) 动力X动力臂=阻力X阻力臂.

(2) 动力+动力臂=阻力+阻力臂.

动力阻力

(3) =

动力臂阻力臂

［设计意图］创设情景，学生参与游戏活跃课堂气氛，通过亲自体验，可以加深记忆，在激起兴趣的同时还可以降低后面设计实验的难度.

将学生猜想写在黑板上，并鼓励有创意和科学思维的猜想.

发放学生分组实验器材.

请同学们利用老师刚才所发的实验器材，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，直接数岀杆上的格子数就是力臂的大小.

(3) 设计一个好的表格对探究活动能否成功很重要.

请同学们针对所要测量的内容，参照教材P77所示“实验”，设计好实验步骤和记录表格，然后动手进行实验.