整理精选 高效课时通杠杆.docx

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整理精选高效课时通杠杆

杠杆

适用学科

初中物理

适用年级

初中二年级

适用区域

人教版

课时时长（分钟）

60

知识点

杠杆；力臂的概念；画力臂；杠杆平衡条件；运用杠杆平衡条件解决有关问题.

教学目标

一、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、知道杠杆的平衡条件及一些应用

3、能从常见工具和简单机器中识别出杠杆。

二、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的一般方法。

三、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、认识科学探究中必须有合作精神。

教学重点

杠杆的认识、杠杆的平衡条件

教学难点

支点、力臂

教学过程

一、复习预习

1.杠杆。

2.杠杆的要素。

3.杠杆平衡条件。

3.杠杆的分类。

二、知识讲解

课程引入：

古希腊学者阿基米德曾经说过“给我一个立足点和一根足够长的棍，我就能搬动地球”你知道这句话中的道理吗？

在这句话中“一个立足点，一根长棍”指的是什么呢？

对，这我们这一节课要学习的杠杆。

考点/易错点1

杠杆（重点；掌握）

在改造自然、改造世界的活动中，虽然人的力量是很有限的，但是人的智慧是无限的。

人们在漫长的历史中创造了各种各样的工具，使工作更为省力、方便，这些工具统称为机械，人们在生产实践中经常使用这些简单机械，如羊角锤、筷子、杆秤、镊子、夹子、起子和剪刀等，它们在使用中有共同的特点：

都受到了力的作用；都绕着一个支点转动。

这就是我们生活中常见的杠杆。

蒸汽机、内燃机、拖拉机、汽车、起重机等许多机械中都包含了各种各样的杠杆。

1、一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。

难点聚焦

杠杆要具备两个基本特点：

一是一根硬棒，也就是说这根硬棒不能因受力而发生形变，但与棒的形状无关，只要受力时没有发生形变即可；二是必须有支点，也就是硬棒在力的作用下绕着转动的点。

看一个装置是不是杠杆，就要看它是不是具备这两个基本特点。

2、杠杆的五要素

难点聚焦

（1）用同一硬棒做杠杆，使用方法不同，支点位置也可能不同。

如撬重物的撬棒的支点可在棒的端点，也可在棒的中间某一点的位置上，如图甲、乙所示。

（2）作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的，可根据人们的需要来确定。

有时动力和阻力的区别不明显。

如人用扁担挑重物，可把重物作用于扁担一端的力作为动力，而重物作用于扁担另一端的力为阻力。

在动力作用下，杠杆可能静止，也可能转动。

阻力与动力作用效果相反，如果动力使杠杆顺时针转动，阻力必须使杠杆逆时针转动。

（3）力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，即它是点到线的距离而不是点到点的距离。

（4）力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零。

3、力臂的画法

要正确画出杠杆上各力的力臂，明确力臂的概念时关键。

画法可按以下几步完成：

（1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O；

（2）画出动力作用线和阻力作用线，必要时要用虚线将力的作用线延长；

（3）再从支点O向力的作用线引垂线，即从支点到力的作用线的距离就是力臂。

力臂用虚线或实线表示（或用大括号勾出），在旁边标上字母。

L1和L2分别表示动力臂和阻力臂。

考点/易错点2

杠杆的平衡条件（重点；掌握）

1、杠杆平衡：

杠杆静止或匀速转动都叫做杠杆平衡。

我们在实验室所做的杠杆平衡的实验，是杠杆在水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的，在许多情况下，杠杆不在水平位置静止，广义地说杠杆无论在什么位置静止都可以理解成平衡状态。

2、实验：

探究杠杆的平衡条件

释疑：

在探究杠杆平衡条件的实验中，为什么使杆杆在水平位置平衡？

此时杠杆自身重力的力臂为零。

杠杆自身重力对杠杆平衡不产生影响，且力臂大小可以直接从杠杆上读出，测量非常方便。

难点聚焦

（1）杠杆平衡时，力和力臂的大小成反比，即动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。

（2）杠杆只要是静止或匀速转动，无论在什么位置都属于平衡状态。

如用手慢慢抬起木棒的一端时，整个过程都处于平衡状态。

（3）杠杆状态的判别：

考点/易错点3

生活中的杠杆（重点；掌握）

1、杠杆的分类

根据动力臂与阻力臂的关系，可将杠杆分为三类：

省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。

三类杠杆的特点如下表：

2、省力杠杆和费力杠杆的优缺点

在使用省力杠杆时，省了力却费了距离；而在使用费力杠杆时，费了力，却省了距离。

因此，它们无好坏之分，在实际应用时，应根据不同的目的选择不同类型的杠杆。

既省力又省距离的杠杆时不存在的。

等臂杠杆既不省力也不省距离。

三、例题精析

【例题1】

【题干】下列机械或工具的使用，属于费力杠杆的是（）

【答案】B

【解析】根据杠杆平衡条件，分析力臂长短或用途和目的判断杠杆类型。

羊角锤目的是拔出钉在木头中的钉子，通过费距离、省力达到徒手不能实现的效果，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；筷子是通过费力、节省距离，夹到距离身体较远的食物，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；瓶塞密闭得很结实，通过瓶起子开启瓶塞是通过费距离达到省力目的，动力臂大于阻力臂，省力杠杆；独轮车为了抬起较重的重物，要使动力臂大于阻力臂，以省力搬动更多的重物，是省力杠杆。

方法点拨：

要判断一个杠杆属于省力、费力还是等臂杠杆，一般根据阻力臂和动力臂的大小关系来判断。

【例题2】

【题干】如图所示，杠杆OA处于平衡状态，在图中分别画出力F1和F2对支点O的力臂l1和l2。

【答案】

【解析】画力臂的一般步骤简记为：

一找支点、二画线、三从点向线引垂线。

方法点拨：

画力臂时必须注意力臂时“支点到力的作用线的距离”，而不是“支点到力的作用点的距离”。

【例题3】

【题干】如图所示，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。

在这个过程中，力F作用在B端且始终与铁棒垂直，则用力F将（）

A．逐渐变大B．逐渐变小

C．保持不变D．先变小后变大

【答案】B

【解析】竖直拉起铁棒过程中力F的力臂l1不变，重力G大小不变，而重力的力臂l2变小，根据杠杆平衡条件Fl1=Gl2可知，F变小。

【例题4】

【题干】如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F1只作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h

（h＜ab＜bc），则在上述过程中F1       F2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；F1所做的功_______F2所做的功（选填“大于”、“小于”或“等于”）；第一次克服重力所做的功            第二次克服重力所做的功（选镇“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】等于等于等于

【解析】F1和F2向上拉物体时，动力臂的长度均为阻力臂长度的2倍，则动力的大小也均为阻力大小的一半，即长方体砖重力大小的一半。

F1和F2在竖直方向上均移动h，由W=Fs得，F1和F2所做的功大小相等。

在两次移动过程中，重心移动的高度也相等，重力大小不变，则两次克服重力所做的功也相等。

（5）阐述划分评价单元的原则、分析过程等。

方法点拨：

此题为杠杆动态变化和做功的综合题，考查了学生对杠杆动态变化过程中的力臂与力大小的理解，及在不同情况下做功大小的比较。

学生容易找错杠杆力臂，找不到等量关系，难度中等，属于易错题型。

（3）建设项目对环境可能造成影响的分析、预测和评估。

【例题5】

【题干】曲杆可绕固定点O转动，在一个最小的拉力F的作用下，在如图所示位置保持静止，请在图中作出：

拉力F的力臂和拉力F的示意图；物体所受重力的示意图。

①主体是人类；【答案】

价值=支付意愿=市场价格×消费量+消费者剩余

1.规划环境影响评价的报审【解析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。

根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2分析，阻力G作用在杠杆上且始终与杠杆垂直，即阻力臂不变，故要使拉力最小，只有动力臂最长，即O点到杠杆另一端的端点；由于动力能使杠杆沿阻力作用的反方向转动，从而确定动力的方向上且与力臂垂直。

重力的方向是竖直向下的。

方法点拨：

求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题。

找最长力臂，一般分两种情况：

（1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂；

（2）在动力作用点未明确时，支点到最远的距离是最长力臂。

【例题6】

一、环境影响评价的发展与管理体系、相关法律法规体系和技术导则的应用【题干】小明和小红利用如图甲所示装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件．

（四）安全预评价内容

（1）如图乙，为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）移动，将杠杆调整在水平位置的目的是为了方便测量______．

（2）小明在实验中记录了三次实验数据如下表：

次数/实验

动力F1/N

动力臂L1/cm

阻力F2/N

阻力臂L2/cm

2.环境影响评价的概念1

1.0

10

环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体。

0.5

（1）报送审批综合性规划草案和专项规划中的指导性规划草案时，将环境影响篇章或者说明一并报送。

15

2

2.0

10

1.0

20

3

2.0

20

4.0

10

这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是______，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是______．

（3）小红调节好平衡后，在杠杆两端挂上钩码，杠杆的状态如图丙所示，为此，小红又调节两端的平衡螺母，使杠杆重新回到水平平衡位置，然后正确记录下钩码重、动力臂OA和阻力臂OB的值，分析实验数据后发现得不到教材中的“杠杆的平衡条件”，小红的哪一步操作导致了实验结果与教材中的结论不一致？

答：

______．

（4）有同学用现有实验方案得到如下结论“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中______．

A．没有改变力的大小    

B．没有改变力的方向

C．没有改变力的作用点   

D．实验次数较少，结论具有偶然性．

【答案】

（1）右；力臂大小；

（2）1；F1L1=F2L2；

（3）杠杆上挂钩码后，小红又调节了平衡螺母；（4）B．

【解析】

（1）如图乙杠杆右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动．

杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小．

（2）实验2和3，符合F1L1=F2L2，实验1不符合F1L1=F2L2，所以实验1数据是错误的．

（3）若在杠杆的支点两侧上挂上钩码后，杠杆不在水平位置平衡，此时不能再移动平衡螺母，改变钩码的数量或位置，使杠杆在水平位置重新平衡．

（4）改变力的方向，使力不竖直作用在杠杆上，力臂不在杠杆上进行探究实验推翻

“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．

四、课程小结

1、杠杆：

一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。

2、什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂？

（1）支点：

杠杆绕着转