八年级下册第十章第一节 科学探究杠杆的平衡条件 教案.docx

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八年级下册第十章第一节科学探究杠杆的平衡条件教案

第一节科学探究：

杠杆的平衡条件教案

适用学科

初中物理

适用年级

八年级

适用区域

沪科版

课时时长（分钟）

60

知识点

1．杠杆五要素

2．力臂的画法

3．杠杆的平衡条件

4．杠杆的分类

教学目标

一、知识与技能

1．了解杠杆及支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念。

2．学习力臂的画法。

3．知道杠杆的平衡条件。

4．了解杠杆如何分类。

二、过程与方法

通过参与科学探究活动，归纳出杠杆的平衡条件，培养学生的观察能力，分析能力。

三、情感、态度与价值观

培养学生探究物理规律的兴趣，严谨的科学态度。

教学重点

杠杆平衡条件的获得

教学难点

对杠杆平衡条件的理解

教学过程

一、复习预习

复习上节课内容，学生思考回答下列问题：

1.当浮力大于重力时，物体上浮。

当浮力小于重力时，物体下沉。

当浮力等于重力时，物体处于漂浮或悬浮状态。

二、知识讲解

课程引入：

古埃及人利用“棍棒”创造奇迹——金字塔，今天我们用塔吊建成现代化城市！

这些能给我们提供方便的工具都称为机械。

考点/易错点1、杠杆五要素

1．杠杆的特点

之前我们介绍了很多机械，且都与杠杆有关。

请观察下面这张图片，试着说一说什么样的机械能称作杠杆呢？

杠杆：

在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。

它们都是杠杆，有什么共同特点？

杠杆共同点：

（1）都是硬棒。

（软的不行，直的弯的都可以）

（2）工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的。

（3）还要受到两个力的作用。

现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢？

人体杠杆

当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆（如图）。

肘关节是支点。

当你抬脚跟的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。

这实际上是一个杠杆（如图），这时肌肉的拉力比体重要小。

2.杠杆的五要素

杠杆的这些概念很重要，它们是杠杆的五要素：

支点（（O）：

杠杆绕着转动的固定点

动力（F1）：

促使杠杆转动的力

阻力（F2）：

阻碍杠杆转动的力

动力臂（L1）：

从支点到动力作用线的垂直距离

阻力臂（L2）：

从支点到阻力作用线的垂直距离

【思考】找一找下图中的支点，并画出动力和阻力的示意图。

考点/易错点2、力臂的画法

1.力臂的画法

【思考】：

什么是力臂呢？

力臂：

指支点到力的作用线的垂直距离。

力臂怎样来画？

下面我们来学习力臂的画法。

【画一画】请根据刚才老师所教的方法，画一画上图中的动力臂和阻力臂。

考点/易错点3、实验探究：

杠杆的平衡条件

1.探究影响杠杆水平平衡的因素

【思考】：

什么是杠杆平衡？

当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。

杠杆平衡的条件是什么呢？

实验器材：

带有刻度的杠杆、支架台、若干个钩码等

提出问题：

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？

猜想与假设

实验步骤：

1．将带有刻度的木尺调节在水平位置平衡。

2．在木尺的两边分别挂上数目不同的钩码，调节钩码到O点距离，使杠杆水平静止。

3.改变钩码个数并调节悬挂点到O点的距离，使木尺处于水平静止状态。

将各次实验数据填写入下表。

试验

次数

左边

右边

动力F1/N

距离L1/cm

阻力F2/N

距离L2/cm

1

2

3

进行实验与收集证据

试验

次数

左边

右边

动力F1/N

距离L1/cm

阻力F2/N

距离L2/cm

1

0.5

10

1

5

2

1

15

1.5

10

3

1.5

20

2

15

2.杠杆的平衡条件

分析与论证：

杠杆的平衡条件：

动力×动力臂=阻力×阻力臂

F1×L1=F2×L2

思考与讨论：

（1）杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用?

作用是调节杠杆自身的平衡

（2）杠杆调平的方法是什么？

“左高左调、右高右调”

（3）为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?

便于测量动力臂和阻力臂

考点/易错点4、杠杆的分类

1.刚学习了杠杆的平衡条件，根据平衡条件的公式，我们来做如下讨论：

F1×L1=F2×L2

（1）若：

L1>L2，则：

F1

（2）若：

L1

F1>F2

（3）若：

L1=L2，则：

F1=F2

根据L1、L2的大小关系，可将杠杆分为3种；

（1）L1>L2：

省力杠杆；

（2）L1

费力杠杆；

（3）L1=L2：

等臂杠杆；

2.省力杠杆（动力臂>阻力臂）

省力杠杆的特点是：

省力费距离

3.费力杠杆（动力臂<阻力臂）

费力杠杆的特点是：

省距离费力

4.等臂杠杆（动力臂=阻力臂）

等臂杠杆的特点是：

不省力，不费力

不省距离，不费距离

三、例题精析

【例题1】

【题干】在下列工具中省力的是哪一组（）

A.铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉子；

B.镊子、钓鱼杆、剪子；

C.铡刀、天平、钓鱼杆；

D.镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼杆。

【答案】A

【解析】根据杠杆的平衡条件，铡刀、刹车闸、羊角锤是省力杠杆，动力臂长与阻力臂；剪子有好几种，不同的剪子情况不同。

【例题2】

【题干】画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。

【答案】见解析

【解析】见上图

【例题3】

【题干】当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的压力为3000N，动力臂和阻力臂分别为180cm和6cm，请问动力为多少？

【答案】100N

【解析】根据杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2，得

F1=（F2×L2）/L1=（3000N×6cm）/180cm=100N

．

四、课堂运用

【基础】

1.下列关于杠杆的一些说法中，不正确的是（　　）

A．杠杆必须是一根硬棒

B．力臂一定在杠杆上

C．动力臂就是支点到动力作用线的距离

D．当力的作用线通过支点时，力臂为0

【答案】B

【解析】根据杠杆的特点，杠杆必须是一根硬棒，绕固定点转动，同时受到两个力的作用。

力臂是指支点到力的作用线的垂直距离，不一定在杠杆上。

【巩固】

2.如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（　　）

A、左右钩码各向支点移一格

B、左右各减少一个钩码

C、左右各减少一半钩码

D、左右各增加两个钩码

【答案】C

【解析】根据杠杆的平衡条件，F1×L1=F2×L2，

2×4=4×2，A选项中，若左右钩码各向支点移一格，即2×3≠4×1，不满足杠杆的平衡条件，A选项错误，同理B、D错误，C正确。

3.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则（　　）

A.这两个力的大小必须相等

B.这两个力的力臂长必须相等

C.力臂较长的那个力比较大

D.力臂较长的那个力比较小

【答案】D

【解析】根据杠杆的平衡条件F1×L1=F2×L2，要使杠杆平衡，力臂较长的那个力比较小，故D正确，并未要求两力大小或者两个力的力臂长必须相等。

【拔高】

4.为了保持杠杆平衡，画出图中作用在A点最小的力的方向。

【答案】见解析

【解析】

课堂小结

1.杠杆：

在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。

2.杠杆的特点：

（1）都是硬棒。

（软的不行，直的弯的都可以）

（2）工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的。

（3）还要受到两个力的作用。

3.力臂的画法：

（1）找支点。

（2）确定动力和阻力的作用线。

（3）过支点作力的方向上的垂线。

（4）标垂足，标力臂。

4.杠杆的平衡条件：

动力×动力臂=阻力×阻力臂

F1×L1=F2×L2

5.杠杆分为3种；

L1>L2：

省力杠杆；

L1

费力杠杆；

L1=L2：

等臂杠杆；