探究杠杆的平衡条件教案.docx
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探究杠杆的平衡条件教案
课题：
6.5探究杠杆的平衡条件
教学目标:
一、知识与技能:
1、知道什么是杠杆，理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂,能根据实物画出杠杆的示意图.
2、知道杠杆的的平衡条件,会利用杠杆的平衡条件解决一些问题
二、过程与方法:
通过实验,探究杠杆的平衡条件,初步领会从具体到抽象的方法
三、情感态度与价值观:
通过了解杠杆在实际中的应用,体会到物理知识是有用的,培养学生对科学的兴趣.
教学难点:
设计“探究杠杆平衡条件”的实验方案；
教学重点:
探究杠杆平衡条件。
教学方法:
实验探究，观察分析。
教学过程:
一、引入新课
活动一:
教师先用羊角锤往一木块上钉一铁钉到合适深度,先请一比较强壮的男同学直接用手来拔钉子,而后请一娇小的女同学利用羊角锤来拔钉子,观察其效果.
活动二:
教师出示一未开盖的酒瓶子,要求同学想办法打开瓶盖,可选择用起子,也可不用工具直接来开,观察其效果.
学生观察后讨论:
用简单的器械拔钉子和打开瓶盖既省力又方便.
二、教授新课
1.认识杠杆:
教师:
刚才我们用了两种简单的器械来帮助我们工作,大家来比较下这两种器械有什么共同的地方呢?
学生讨论分析:
羊角锤和起子都会在力的作用下绕某一固定点转动.
教师:
在力的作用下绕某一固定点转动的硬棒就叫做杠杆.
引导学生阅读课本,认识杠杆五个要素:
动力、阻力、动力臂、阻力臂、支点,学会画出生活中杠杆的力臂.
2.探究杠杆的平衡条件:
多媒体演示:
一大人和一小孩坐跷跷板,当他们各坐在两端时,跷跷板往大人这边下沉
教师:
同学们有什么办法能让这个杠杆达到平衡呢?
学生讨论:
可以让大人坐得离支点近些或者在小孩这边再坐个人使总重和大人差不多。
教师：
杠杆的平衡条件是什么呢？
学生提出猜想：
杠杆的平衡与动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小有关。
教师：
请同学们针对你的猜想，选择合适的实验器材，设计实验方案与实验表格。
学生设计实验方案与实验表格。
学生交流实验方案和实验表格：
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；
2、分别在杠杆的左右两端挂上数目不同的钩码，移动钩码的位置，直至杠杆保持水平静止，记录动力、阻力、动力臂和阻力臂的大小。
3、改变左右两边钩码的数量和位置，重复上述实验。
实验表格：
实验次数
F1
L1
F2
L2
1
2
3
学生进行探究实验，教师巡回指导。
评估交流：
请三组学生上台交流实验数据和实验结论，对实验结论进行分析评估。
师生讨论总结：
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1×L1=F2×L2
三、课堂练习：
大人和小孩一起坐跷跷板玩，大人重为750N，小孩重为250N，当大人离跷跷板的转轴0.5m时，小孩应坐在哪才能使杠杆平衡？
四、课堂小结：
教师：
同学们，这节课你们学到了什么知识？
学生回答
五、作业设计：
1.观察生活中的杠杆，并将找出它们的特征来进行分类。
2.完成课本29页“自我评价与作业”。
课题：
杠杆的应用
教学目标：
1、知道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简单的计算。
3、培养学生的动手能力和科学探究能力。
重点、难点：
1、会判断三种杠杆的分类及其特点。
2、能用杠杆的平衡条件解决一些实际问题。
教具：
起子（汽水一瓶）、镊子、天平、课件。
设计思想：
1、课前布置学生通过上网或到图书馆，查阅关于杠杆的资料，然后完成小论文：
“杠杆在生活中的应用”或“杠杆的分类”。
2、根据理论联系实践的原则，启发学生多举出生活、生产中应用杠杆的典型实例，让学生动手通过实验，提出杠杆可分为省力、费力和等臂杠杆，使学生从感性认识逐步上升到理论知识，培养学生的动手能力和科学探究能力。
教学过程：
一、复习与引入：
1、什么是杠杆？
2、杠杆的平衡条件？
我们先来听一个小故事：
“只要您让我有一个地方站着，我就可以把地球推动起来。
”古希腊大数学家阿基米德对国王说。
“哈哈！
你太吹牛了！
”国王大笑着说：
“你先给我推动一样东西看看，看你讲的话怎么样。
”当时，国王造了一只很大的船，可是没有办法推到水里去。
即使把全城的人都集合起来，恐怕也不能推动。
国王对阿基米德说：
“那么，就请你来帮忙吧，把这条船推动到水里去吧，我的吹牛家！
”阿基米德满口答应。
他精心设计了一套复杂的杠杆和滑轮组合成的机械，末端留了一条拉绳，然后请国王来看表演。
这一天，海边，人山人海。
那艘大船，长十几丈，高几层楼，确实是一个庞然大物。
阿基米德将那一条小绳交给了国王，说：
“请你拉一下吧，一切都解决了。
”国王半信半疑，手里拿着绳子，先看了看，然后这么轻轻一拉。
奇迹出现了：
大船移动起来，渐渐地向海里滑去就象耍魔术一样。
国王瞪大了眼睛，张着嘴半天才说：
“这，这是怎么回事，莫非有上帝在相助？
”顿时，岸上爆发出一阵欢呼声。
在这个小故事里，聪明的阿基米德巧妙地运用了杠杆，今天我们就来学习杠杆的应用，杠杆对人们有什么应用呢？
（投影）（动画1翘翘板）
从幼儿园放学后的小明、小伟和大勇正在玩翘翘板，他们三人一起站在翘翘板上，站在同一边的小明、小伟一下子将大勇翘了起来，大勇怎样才能将他们两人翘起来呢？
对，大勇迅速滑向翘翘板的外端，也就是增加大勇的力臂，这样大勇一个人就可以将他们两个人翘起来。
对于大勇翘翘板这时候就是一个省力杠杆。
这时小明、小伟怎样才能将大勇再次翘起来？
他们可以象大勇一样，通过增加力臂的方法，滑向翘翘板的外端；还可以再加上一个人，通过三个人的力量将大勇翘起来。
这时对于他们三人翘翘板这时候就是一个费力杠杆。
通过上面的动画，可知，杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆，另外还有一种等臂杠杆。
二、杠杆分类：
杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆，和等臂杠杆。
1.省力杠杆
下面请同学通过列举事例或实验说明日常生活中一些杠杆的作用，并加以区分。
先举例说明省力杠杆：
1、羊角锤拔钉子。
2、起子扣汽水。
3、压水机的压水
通过以上两例可知它们都省了力，用较小的动力就可以克服较大的阻力，它们是省力杠杆。
请同学们看投影：
动画2：
压水机的压水，压水机的手柄杠杆示意图
请同学们根据杠杆示意图发现它们有什么特点？
再根据杠杆平衡条件判断一下？
（板书）一、省力杠杆：
动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。
省力但费距离。
请同学们回答在日常生活中有哪些省力杠杆？
出示省力杠杆如：
铡刀（图）、瓶盖起子（图）、独轮车（图）
讨论：
阿基米德运用了发散性思维设想如果动力臂“无限长”，就可以承受“无限大”的阻力，于是沉重的东西都可“撬动”起来。
但是如果阿基米德把地球撬起1/10000毫米那么一点的话，他就将在空中划过一个很大很大的弧，一辈子也走不到头。
2.费力杠杆
下面请同学列举事例或实验说明日常生活中一些费力杠杆：
1、长木棒提东西。
（钓鱼竿）
2、火钳
动画3：
铁锹挖土
请同学们根据杠杆示意图发现它们有什么特点？
再根据杠杆平衡条件判断一下？
（板书）费力杠杆：
动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。
费力但省距离。
请同学们回答在日常生活中有哪些费力杠杆？
筷子、镊子等
简介筷子：
筷子，被外国人誉为“东方的文明”。
是中华民族的国粹。
它的使用，标志着中华民族文明的进步。
美国哈佛大学一位人类学家认为，中国最古老的筷子的出现，大约是在公元前1200多年以前，比西方人使用刀叉要早几百年。
三、等臂杠杆
（动画3）天平
特点：
动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。
例：
天平。
等臂杠杆最重要的应用是天平。
天平是支点在中间的等臂杠杆。
三、总结：
今天学到了什么？
1、三种杠杆
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
图形
概念
动力臂大于阻力臂的杠杆
动力臂小于阻力臂的杠杆
动力臂小于阻力臂的杠杆
特点
省了力，但费了距离
费了力，但省了距离
不省力也不费力
实例
撬棒、铡刀、瓶起子、
镊子、理发剪刀
天平
2、通过本节课的学习，领悟到杠杆的理论知识来源于实践，反过来又指导实践；并且知道杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用，大约在三千多年就有用来捣谷的舂，用来井上汲水的桔槔，还有能够做精确称量的天平和杆秤。
在古书《墨经》就有记载，这样的记载在世界物理学史都是非常有价值的，同学们应该为我国这样悠久的文化历史感到自豪。
四、巩固练习：
板书设计：
三种杠杆
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
图形
概念
动力臂大于阻力臂的杠杆
动力臂小于阻力臂的杠杆
动力臂小于阻力臂的杠杆
特点
省了力，但费了距离
费了力，但省了距离
不省力也不费力
五、布置作业：
完成基础训练册本节练习题。
教学反思
学校
仙踪中学
班级
八年级
主备教师
尹兵余
课题
6.6探究滑轮的作用
课时
二课时
授课时间
教
学
目
标
◆知识与技能
⑴知道什么是定滑轮和动滑轮及其特点，能根据杠杆平衡的条件对滑轮进行理论分析。
⑵知道使用滑轮组时拉力与物重的关系，会组装简单的滑轮组。
◆过程与方法
⑶通过实验观察和理论分析，探究两种滑轮的作用和实质，培养学生的观察能力和理论分析能力。
◆情感态度与价值观
⑷通过了解简单机械在实际中的应用，初步认识科学技术对社会发展的作用，树立学好科学文化知识为社会服务的观念。
教学方法
观察、实验、讨论交流
教
学
重
难
点
教学重点：
定滑轮、动滑轮和滑轮组在生活、生产中有着广泛的应用，是进一步学习功、机械效率等知识的基础。
探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用是本节的重点。
教学难点：
把滑轮看作是变形的杠杆，对学生来说比较抽象，尤其是确定动滑轮的支点，学生不容易想象。
根据滑轮组的组装情况，判断绳子的股数，学生容易把握不准。
所以滑轮的实质（尤其是动滑轮）和判定滑轮组的省力情况是本节的难点。
教学准备
铁架台、滑轮、滑轮组、弹簧测力计
教学过程
步骤
教师活动
学生活动
新课引入
当我们参加升旗仪式时，看到站在地面上的人向下拉绳子，国旗就徐徐升起了。
你知道旗杆顶端有一个什么器件帮助把旗升上去的吗？
你了解它的作用与实质吗？
你还能举出它在其他方面的应用吗？
学生试着回答，相互评价。
创设情景
呈现目标
任务驱动
活动1
一是认识滑轮的结构；
二是尝试利用滑轮提起重物，锻炼学生的动手操作能力；
三是学会区分两类滑轮。
学生思考：
滑轮主要由几部分组成？
轮子周边的槽有什么作用？
轮子是绕着什么转动的？
学生操作：
学生用自己设计的方案（定滑轮和动滑轮）将钩码提起。
区分出什么是动滑轮和定滑轮。
实验观察
生成问题
小组合作
引导学生提出问题：
用定滑轮和动滑轮提起同一个物体，所用的拉力是否相同？
然后进行活动2。
活动A可让学生先设计记录实验数据的表格，然后按照教材上的步骤去操作。
并画出图中三种方向的拉力示意图。
提醒学生拉动钩码时用力要均匀，使钩码匀速直线运动。
实验过程中要实事求是地记录数据。
提出问题：
使用定滑轮不省力，为什么我们还要使用它呢？
最后，教师指出：
在许多情况下，为了改变用力的方向，常常使用定滑轮，可给人们带来方便。
活动B参照活动A的方法，让学生先设计记录实验数据的表格，然后按照教材上的步骤去操作。
需要提醒学生注意：
用动滑轮提升物体时，一定要竖直向上拉，不要斜拉。
对于活动B还可以进行如下扩展：
（1）把钩码挂在滑轮上，用弹簧测力计测出二者的重力之和。
（2）再用两个弹簧测力计将该滑轮吊起，并使装置保持静止。
观察两个弹簧测力计的示数，并比较弹簧测力计的示数与总重力的关系。
通过实验探究、分析，可以得出初步结论：
使用动滑轮可以省力。
实验
次数
钩码
的重力G/N
弹簧测力计
的拉力F/N
1
2
3
学生设计表格
通过对数据的比较、分析，可得出结论：
使用定滑轮不能省力。
让学生举例说明。
讨论：
使用定滑轮和动滑轮各有什么好处？
如何在实际使用中灵活选择它们？
小组讨论
合作评价
拓展提高
滑轮在力的作用下都能绕着某一固定点转动，因此它们也是一种杠杆，同样有支点、动力作用点、阻力作用点。
定滑轮的支点在轴心，动力臂和阻力臂都等于定滑轮的半径。
再引导学生根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，因为L1＝L2，所以F1＝F2。
由此可以得出：
定滑轮实质是个变形的等臂杠杆，不能省力。
让学生观察实物。
动滑轮在上升过程中，绕着轮滑边缘O点转动，所以O点就是动滑轮的支点。
可以向学生指出：
当动滑轮运动时，O点的位置也在变化，所以动滑轮的支点实际上是瞬时支点。
明确了动滑轮的支点在哪里，对“动滑轮相当于动力臂是阻力臂二倍的杠杆”就不难理解了。
学生根据以上分析，解释为什么斜着拉动重物时，拉力的大小也不变。
学生根据杠杆的平衡条件分析，为什么动滑轮平衡时，可以省一半的力。
启发学生讨论：
探究实验的数据与理论分析有些偏差，原因是什么？
（由于摩擦及动滑轮的自身重力的影响。
）
实验探究
提升能力
规范指导
使用动滑轮可以省力，定滑轮能改变力的方向，如果我们既想省力，又要改变力的方向，大家想想有什么好办法？
（1）提出问题
用一个动滑轮和一个定滑轮组合起来提升重物，你能设计出多少种方法？
每种方法分别能省多少力？
（2）设计实验与进行实验
向学生简单介绍一下绳子的固定端与自由端的概念，提醒他们绳子的绕法是设计实验的关键。
让学生充分发挥想象力，大胆、科学地设计，实在设计不出来的话，可以参考教材图6－57进行实验。
然后让学生交流设计的方案，并给予鼓励。
让学生按照设计的方案进行操作，准确记录实验数据并填在教材表格中，引导学生观察吊起动滑轮的绳子的股数。
再次提醒学生注意操作安全，加强合作。
（3）分析论证与实验结论
分析表格中的数据和吊起动滑轮的绳子的股数，可以得出结论：
使用滑轮组吊重物时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几股绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一，即F＝
G。
（4）拓展与提高
根据各班级的实际情况，选择提出如下问题，引导学生思考、讨论。
①通过观察，你认为滑轮组省力的多少取决于什么？
②若不计摩擦但考虑动滑轮重，则拉力与物重、动滑轮的重之间有什么关系？
③观察如图6-38所示的情景，你认为这可能吗？
理由是什么？
学完这部分内容后，可以引导学生通过表格的形式对定滑轮、动滑轮和滑轮组进行对比总结。
定滑轮
动滑轮
滑轮组
定义
实质
特点
通过“信息浏览”介绍轮轴和简单机械的组合，来扩大学生的知识面。
进行爱国主义教育。
小组讨论
合作评价
拓展提高
布置作业
1．动滑轮下面挂一个20kg的物体（如图6-40），挂物体的钩子承受 N的力，拉绳子的力F为 N（动滑轮的重不计，g取10N/Kg）。
2．如图6-41所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为F1＝ ，F2＝ ，F3＝ （不计滑轮本身的重和摩擦）。
3．如图6-42所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。
若工人将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升______m，手拉绳子的力为_____N。
4．学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。
关于这个滑轮，下列说正确的是（）
A.这是一个动滑轮，可省力B.这是一个定滑轮，可省力
C.这是一个动滑轮，可改变力的方向D.这是一个定滑轮，可改变力的方向
5．如图6-43是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（）
A．甲是动滑轮，使用时不能省力B．乙是动滑轮，使用时可以省力
C．甲是定滑轮，使用时可以省力D．乙是定滑轮，使用时不能省力
6．如图6-44所示有两个滑轮，请设计一个最省力的滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来。
7．如图6-45所示，在水平拉力F的作用下，物体A沿水平面以lm/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为5N，若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和动滑轮的摩擦，求：
（1）物体A与水平面的摩擦力大小为多大？
（2）拉力F在2s内移动的距离是多少？
完成基础训练册本节练习题
教
学
反
思
升级会员 