沪教版上海物理八年级下册41简单机械杠杆的应用教案.docx

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沪教版上海物理八年级下册41简单机械杠杆的应用教案

初中物理电子教案

执教：

年级

课题

日期

杠杆的应用

教学

目标

知识与技能

1、知道根据杠杆的平衡条件，杠杆的应用分三种情况及三种杠杆的特点，会举例说明。

2、能用杠杆的平衡条件解决简单的问题和进行简单的计算。

过程与方法

1、回顾杠杆相关知识，认识杠杆的结构与特点。

2、通过对三类杠杆的特点及应用的辨析，感受机械在日常生活中的重要性。

情感态度

与价值观

1、通过杠杆的应用，体验“从生活走向物理，从物理走向社会”。

2、在活动中感悟物理中的科学精神。

教材

分析

教学重点

利用杠杆的知识解决实际问题。

教学难点

利用力臂的知识判断杠杆的省力情况。

相关链接

杠杆的平衡。

教学目标达成

人人掌握（A）

三类杠杆的辨析。

部分人掌握（B）

三类杠杆的作用。

渗透（C）

三类杠杆的工作特点与计算。

教具

钢丝钳、镊子、核桃夹。

课时

1课时

课件内容

教学过程（师生活动及预测和对策）

教后记

分目标：

知道惯性的条件。

（A）

师：

上节课，我们学习了杠杆的平衡条件，我请一位同学来回答，帮助大家巩固！

生：

动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。

师：

大家说，他回答得对吗？

生：

对。

师：

很好。

杠杆的要保持平衡，必须满足这个条件，用公式来表达就是：

F1×L1＝F2×L2，或者F1÷F2＝L2÷L1。

板书：

F1×L1＝F2×L2

师：

我们在生活中经常会用到各种不同的杠杆，在第一节课上，我们已经认识了很多中不同的杠杆。

下面，请大家把活动卡打开，翻到第6页，大家人不认识这两件工具？

生：

认识。

师：

他们分别是什么工具呢？

生：

是老虎钳和剪刀。

师：

对，更加确切地说，是钢丝钳和理发剪刀。

请问，钢丝钳和理发剪刀的区别在哪里？

生：

钢丝钳的刀口短，而手柄长；但是理发剪刀刀口长，手柄短。

师：

大家都观察得非常仔细。

现在，老师这里有一段电线和一张薄纸，我要请两位同学上台来，分别选用一件工具，来割断电线、剪开薄纸。

生：

（上台选择了合适的工具，并且完成了试验的操作。

）

师：

很好，两位同学都选择了合适的工具，并且顺利地完成了试验。

请问，割电线的同学选用的是哪种工具？

生：

是钢丝钳。

师：

那么剪开薄纸的同学选用的是哪种工具呢？

生：

是理发剪刀。

师：

那么，现在，我请两位同学交换一下工具，再来完成刚才的工作。

生：

（费了九牛二虎之力任然没办法完成。

）

师：

两种工具都是我们熟悉的杠杆，那么为什么一种杠杆可以轻易完成的工作，而另一种杠杆却很难办到呢？

它们之间究竟究竟有什么本质的区别呢？

让我们带着疑问一起来学习！

师：

请一位同学先上台来，根据老师给出的作用在切纸机上的支点、动力和阻力，分别用规范的格式画出动力臂和阻力臂。

生：

（上台用三角尺画出动力臂和阻力臂。

）

师：

很好，画得很准确，也规范。

请大家仔细观察这幅图，比较一下，是动力臂长还是阻力臂长呢？

生：

动力臂比阻力臂长。

师：

对的，这个就是我们生活中常用的核桃夹。

下面老师再请一位同学上台来，根据老师给出的作用在核桃夹上的支点、动力和阻力，分别用规范的格式画出动力臂和阻力臂。

生：

（上台用三角尺画出动力臂和阻力臂。

）

师：

这位同学也画对了。

请大家再仔细观察这幅图，比较一下，是动力臂长还是阻力臂长呢？

生：

也是动力臂长！

分目标：

知道省力杠杆。

（A）

师：

对，我们发现，刚才两个工具的动力臂都比阻力臂要长，是不是？

生：

是的。

师：

根据我们先前得到的杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，当L1>L2时，F1和F2之间存在着怎样的大小关系呢？

生：

F1要小于F2。

师：

很好。

我们发现，这些工具由于动力臂大于阻力臂，所以动力就小于阻力，所以用这类杠杆，我们只要用比较小的力就可以完成很多吃力的工作，或者用一个较小的力撬动一个较重的物体，从而省力！

这类杠杆我们称它们为省力杠杆。

板书：

省力杠杆。

师：

请大家找出这幅图中的杠杆。

生：

在这里。

师：

属于哪类杠杆？

生：

省力杠杆。

分目标：

知道省力杠杆的工作特点。

（B）

师：

接着，我们来进一步研究省力杠杆。

我们发现，在这幅图中，杠杆在平衡的时候，动力臂与阻力臂相比，大小关系如何？

生：

动力臂比阻力臂长！

师：

那么，动力和阻力的关系呢？

生：

动力小于阻力。

板书：

L1>L2　F1

师：

事物都有其两面性，所谓“鱼与熊掌不能兼得”，省力杠杆省了力，却也有其不足之处。

生：

什么不足之处？

师：

我们接着研究，大家就明白了。

老师现在做一个简单的演示试验，在杠杆的左边挂两个钩码，而在其右边，我利用省力杠杆的特点，将杠杆转动到水平的位置，请大家注意观察，并且比较一下钩码上升的距离和我手下降的距离，其大小关系是怎样的呢？

生：

钩码上升的距离小于手下降的距离。

师：

很好，我们一起来看课件上面的说明。

用省力杠杆虽然可以省不少的力，但是我们发现，手移动的距离要比钩码移动的距离大很多。

所以省力杠杆省力却费了距离。

板书：

省力费距离。

分目标：

知道费力杠杆。

（A）

师：

既然用省力杠杆可以省力，那么是不是所有的杠杆都可以省力呢？

生：

不是。

师：

大家一定是通过生活中的经验来判断的那么究竟猜测得否准确呢？

我们用理论来验证一下，根据杠杆平衡条件：

F1×L1＝F2×L2，如果L1

生：

F1>F2。

师：

完全正确。

那么这样的杠杆还能不能省力呢？

生：

不能了。

师：

是的，用这样的杠杆，我们不仅不能省力，而且根据公式，还要费力！

所以，我们将其称为费力杠杆。

板书：

费力杠杆。

分目标：

知道费力杠杆的工作特点。

（B）

师：

接着，我们来进一步研究费力杠杆。

我们发现，在这幅图中，杠杆在平衡的时候，动力臂与阻力臂相比，大小关系如何？

生：

动力臂比阻力臂短！

师：

那么，动力和阻力的关系呢？

生：

动力大于阻力。

板书：

L1F2。

师：

老师刚才用了一个简单的实验，证明了：

省力杠杆省了力却费了距离，那费力杠杆呢？

生：

会费力但是省了距离。

师：

哪位同学能够用老师刚才的所使用的实验器材来证明你的观点呢？

生：

在杠杆的左边挂两个钩码，而在其右边，我利用费力杠杆的特点，将杠杆转动到水平的位置，比较一下钩码上升的距离和我手下降的距离，发现钩码上升的距离大于手下降的距离。

师：

那么这证明了什么？

生：

证明了费力杠杆虽然费了力，却省了距离。

师：

很好。

这位同学通过实验证明了费力杠杆可以省距离。

板书：

费力省距离。

师：

那么费力杠杆有什么用呢？

我们来看个生活中常见的例子：

钓鱼。

当鱼游在离河岸很远的湖中时，我们要抓住它们就需要用到什么工具呢？

生：

钓鱼竿。

师：

那么钓鱼竿属于什么杠杆呢？

我们通过画力臂来分析，首先，我们在钓鱼的时候，把鱼竿的一端顶在膝盖上，这点就是这根杠杆的支点。

当鱼上钩了以后，我们就要用鱼竿把鱼从水里提出来，手给鱼竿一个竖直向上的提力来作为动力，这个时候，水中的鱼要挣扎，所以，它要在鱼竿的另外一端给鱼竿一个竖直向下的拉力来作为阻力。

根据这些条件，我们分别做出动力臂和阻力臂。

请大家判断一下，钓鱼竿属于什么杠杆？

生：

是费力杠杆！

师：

为什么呢？

你从哪个方面判断出来的？

生：

因为它的动力臂比阻力臂短，所以动力要比阻力大，就是费力杠杆。

师：

是的，钓鱼竿虽然属于费力杠杆，但是我们只要把手向上提比较短的一段距离，鱼就能上升很长一段距离，从而被我们提出了水面。

师：

学习了省力杠杆和费力杠杆后，你能不能把它们区别开呢？

下面就来考考大家，我们回到上课开始时的那个实验。

请问，钢丝钳属于什么杠杆？

生：

省力杠杆。

师：

那么动力和阻力的大小关系是怎样的？

生：

动力小于阻力。

师：

动力臂和阻力臂的大小关系呢？

生：

动力臂大于阻力臂。

师：

所以可以省力却要费距离。

接着，我通过测量，发现，理发剪刀的手柄到转轴的长度大约是8.5厘米，而刀头到转轴的距离达到了10.5厘米，请问，它又属于什么杠杆？

生：

费力杠杆！

师：

那么动力和阻力的大小关系是怎样的？

生：

动力大于阻力。

师：

动力臂和阻力臂的大小关系呢？

生：

动力臂小于阻力臂。

师：

它的工作特点呢？

生：

费力省距离。

师：

是的，剪头发不需要很大的力，所以理发师选用费力杠杆，只需要小幅度地动动手指，就可以剪下很多头发，节省了距离。

分目标：

知道等臂杠杆。

（A）

师：

接着，我们还是从杠杆平衡条件的公式出发，F1×L1＝F2×L2，如果L1=L2，那么F1和F2之间有什么关系？

生：

F1=F2。

师：

请大家思考一下，这时，杠杆还能省力或者费力吗？

生：

不能。

师：

我们来看看这类杠杆的一个基本模型。

杠杆平衡时，当动力和阻力的作用线到支点的距离相等，那么动力臂和阻力臂的大小关系如何呢？

生：

动力臂等于阻力臂。

师：

那么动力和阻力的关系又如何呢？

生：

动力等于阻力。

师：

很好，由于这类杠杆的动力臂和阻力臂大小相等，所以我们称之为等臂杠杆。

板书：

等臂杠杆。

板书：

L1=L2　F1=F2。

分目标：

知道等臂杠杆的工作特点。

（B）

师：

那么等臂杠杆能够省力吗？

生：

不能。

师：

所以等臂杠杆既不能省力，同样也不会费力。

那么等臂杠杆能不能省距离？

生：

也不能。

师：

所以等臂杠杆既不能省距离，也不会费距离。

板书：

不省力、不省距离。

师：

那么我们在什么情况下，会用到这样的一种杠杆呢？

生：

托盘天平。

师：

很好。

托盘天平就属于很典型的一种等臂杠杆。

因为它的动力臂等于阻力臂，所以才能精确地测量物体的质量。

而其实，连摩天轮也是一种等臂杠杆。

我们一起来通过下面的图片进行分析。

首先，摩天轮是绕着中间的轴在进行转动的，所以这点就是支点。

我们先研究两个水平的对称的轿厢，左右两个轿厢的质量基本一致，所以它们对于支架的竖直向下的拉力的大小也相等。

然后我们分别做出动力臂和阻力臂，发现动力臂和阻力臂的大小情况是怎样的呢？

生：

也是相等的。

师：

很好，是的，动力臂和阻力臂都等于这个摩天轮的支架的半径，而整个摩天轮是由很多个这样的杠杆组成的，所以，摩天轮属于什么杠杆？

生：

等臂杠杆。

分目标：

辨析三类杠杆。

（A）

师：

今天我们将种类繁多的杠杆分为了三类，它们分别是？

生：

省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。

师：

那么大家能不能辨别它们呢？

我们一起来看看活动卡第七页的图片解读。

第一个是什么杠杆？

生：

省力杠杆。

师：

为什么呢？

生：

因为动力臂大于阻力臂。

师：

非常好，那么第二个呢？

生：

省力杠杆。

师：

是的，它的动力臂也大于阻力臂，那么请问第三幅图中的镊子的支点在哪里？

生：

在镊子的末端。

师：

那么请问第三幅图中的镊子属于什么杠杆？

生：

属于费力杠杆。

师：

为什么？

生：

因为它的动力臂小于阻力臂。

师：

接着，请大家在三幅图中选出最最合理的一副。

生：

第二幅。

师：

请问这个杠杆的支点在哪里？

生：

在轮轴上。

师：

非常正确。

那么第二幅图中，这个杠杆属于什么杠杆？

生：

属于省力杠杆。

师：

所以用第二幅图中的独轮车，才能够提起更多、更重的货物。

师：

人的颈椎属于哪类杠杆？

生：

等臂杠杆。

师：

人的跟腱属于哪类杠杆？

生：

省力杠杆。

师：

人的前臂属于哪类杠杆？

生：

费力杠杆。

师：

下面我们来做一个小测试，看看大家在学习了今天的内容后，能不能辨析出下面这些图片中的东西分别属于哪类杠杆呢？

师：

接着我们来看下面两幅图片，我用同一把剪刀，却两种不同的方法来剪纸，请问用哪种方法最省力？

生：

第一种。

师：

所以，要剪厚的纸的时候，我们一般采用第一种方法来剪。

那么哪种方法最省距离？

生：

第二种。

师：

非常正确，看来大家都能够正确地使用杠杆来完成不同的工作了。

课堂小结

师：

今天的新知识我们已经学完了，我们一起来复习一下今天所学的内容。

首先，杠杆可以分成几种？

分别是什么？

生：

三种。

有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。

师：

很好省力杠杆的动力臂和阻力臂的关系是怎样的？

生：

动力臂大于阻力臂。

师：

它的工作特点呢？

生：

省力费距离。

师：

很好，接着我们来看费力杠杆，它的动力臂和阻力臂的关系是怎样的？

生：

动力臂小于阻力臂。

师：

很好，那么它的工作特点呢？

生：

费力省距离。

师：

看来大家都掌握了，好，最后一个，等臂杠杆，它的动力臂和阻力臂的关系是怎样的？

生：

动力臂等于阻力臂。

师：

那么它的工作特点呢？

生：

不省力也不省距离。

布置作业

复习巩固，为本节课的学习打下基础。

研究生活中的各种工具，进行分析，找到其中的不同点。

创设情景，给学生思考和讨论的机会。

通过力臂的作图，找到各种不同方杠杆的特点。

通过杠杆的平衡条件，来总结杠杆的特点和作用。

利用类似的方法分析和研究费力杠杆。

在对生活中的一些类似的现象进行分析，进一步加深印象。

对生活中常见的费力杠杆进行分析，研究出费力杠杆的主要作用。

等臂杠杆是比较特殊的杠杆，有了前面的基础，在这里探究就更加顺利。

总结等臂杠杆的特点，对生活中常见的等臂杠杆进行分析。

应用前面的杠杆特点的知识，对生活中的各种杠杆进行区别和辨析。