物理人教版八年級(jí)下冊(cè)第1課時(shí) 杠桿的初步認(rèn)識(shí)及平衡條件

第1節(jié)杠桿 R 八年級(jí)下冊(cè) 第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械 第1課時(shí)杠桿的初步認(rèn)識(shí)及平衡條件 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 認(rèn)識(shí)杠桿 了解關(guān)于杠桿的五要素 支點(diǎn) 動(dòng)力 阻力 動(dòng)力臂 阻力臂 2 理解杠桿的平衡條件 并會(huì)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 杠桿的平衡條件 杠桿的結(jié)構(gòu) 課標(biāo)要求 學(xué)習(xí)難點(diǎn) 力臂的概念及畫法 變形杠桿的分析 預(yù)習(xí)檢測(cè) 1 的硬棒叫杠桿 2 杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)叫做 使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫 阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫 支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫 支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫 3 當(dāng)杠桿處于 狀態(tài)或 狀態(tài)時(shí) 我們就說杠桿平衡了 4 杠桿平衡條件 動(dòng)力 阻力 即F1 F2 在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) 支點(diǎn) 動(dòng)力 阻力 動(dòng)力臂 阻力臂 靜止 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 動(dòng)力臂 阻 力臂 l1 l2 情景導(dǎo)入 這些用具有什么特點(diǎn) 它們工作時(shí) 能繞一個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) 進(jìn)行新課 杠桿的認(rèn)識(shí) 知識(shí)點(diǎn)一 人類很早以前就學(xué)會(huì)使用杠桿了 如圖中利用木棒搬動(dòng)巨大木料的情景 當(dāng)你用筷子夾菜 用剪刀剪紙 用天平稱量時(shí) 你就在使用杠桿了 杠桿 如圖 一根硬棒 在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng) 這根硬棒就是杠桿 杠桿的五要素 支點(diǎn) 杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)O 動(dòng)力 使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1 阻力 阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2 動(dòng)力臂 從支點(diǎn)O到動(dòng)力F1作用線的距離l1 阻力臂 從支點(diǎn)O到阻力F2作用線的距離l2 杠桿是最簡(jiǎn)單的機(jī)械之一 當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí) 我們就說杠桿平衡了 力臂的畫法 一找點(diǎn) 二畫線 三作垂線段 O F2 F1 l1 l2 l1 l2 o F2 F1 杠桿的平衡條件 知識(shí)點(diǎn)二 在使用杠桿中 杠桿的平衡狀態(tài)是一種非常重要的狀態(tài) 所謂平衡狀態(tài) 杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或繞支點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)都叫平衡狀態(tài) 思考 杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡 實(shí)驗(yàn) 探究杠桿的平衡條件 提出問題 杠桿平衡時(shí) 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系 猜想假設(shè) 假設(shè)一 假設(shè)二 F1 l1 F2 l2 所需器材 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1 在實(shí)驗(yàn)前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母 使杠桿水平平衡 2 掛鉤碼后 不能再動(dòng)平衡螺母 3 讀數(shù)時(shí) 杠桿仍要求是處于水平平衡狀態(tài) 以便直接讀出力臂的長(zhǎng)度 實(shí)驗(yàn)步驟 調(diào)節(jié)平衡螺母 使杠桿在水平位置平衡 保證力臂沿杠桿 便于測(cè)量 消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼 移動(dòng)鉤碼的位置 使杠桿水平平衡 將動(dòng)力F1 阻力F2 動(dòng)力臂l1 阻力臂l2記錄在表格中 實(shí)驗(yàn)步驟 改變阻力和阻力臂的大小 相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小 再做幾次實(shí)驗(yàn) 在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力 通過在其他位置上用彈簧測(cè)力計(jì)拉住杠桿的辦法使杠桿平衡 將動(dòng)力F1 阻力F2 動(dòng)力臂l1 阻力臂l2記錄在表格中 分析數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 杠桿的平衡條件是 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 F1l1 F2l2 或?qū)憺?例據(jù) 杭州日?qǐng)?bào) 報(bào)道2001年6月22日 在杭州動(dòng)物園內(nèi)一位物理老師利用杠桿定理 僅用小小的彈簧測(cè)力計(jì)就測(cè)出了一頭大象的質(zhì)量 如右圖 測(cè)量是利用了一根長(zhǎng)度為10m的槽鋼作為杠桿 吊鉤固定點(diǎn)O為支點(diǎn) 彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1位200N 測(cè)得動(dòng)力臂l1為9m 阻力臂l2為6cm 若不計(jì)鋼槽個(gè)鐵籠的質(zhì)量 請(qǐng)你估算大象的質(zhì)量 g取10N kg 解人通過彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)杠桿的拉力為動(dòng)力F1 200N 動(dòng)力臂l1 9m 不計(jì)槽鋼和鐵籠的質(zhì)量 則大象對(duì)杠桿的拉力為阻力F2 它等于大象所受的重力G 阻力臂l2 6cm 0 06m 根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1 F2l2 有 大象的質(zhì)量 大象的質(zhì)量是3t 隨堂演練 1 如圖甲所示 是一個(gè)Z形杠桿 請(qǐng)?jiān)趫D中畫出力F對(duì)支點(diǎn)O的力臂l l 2 如圖所示 一根木棒AB在O點(diǎn)被懸掛起來(lái) AO OC 在A C兩點(diǎn)分別掛有兩個(gè)和三個(gè)相同的鉤碼 木棒處于水平平衡 如果在木棒的A C兩點(diǎn)各增加一個(gè)同樣的鉤碼 則木棒 A 繞O點(diǎn)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B 繞O點(diǎn)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C 仍保持平衡D 平衡被破壞 轉(zhuǎn)動(dòng)方向不定 C 解析 由題意知 杠桿重心應(yīng)在O點(diǎn)左側(cè) 設(shè)一個(gè)鉤碼自重為G 杠桿重力的力臂為lO 杠桿重力為GO AO OC l 則有 2G AO GO lO 3G OC 即2Gl GOlO 3Gl 所以GOlO Gl 兩邊再各加一個(gè)鉤碼后 左邊 3G AO GOlO 3Gl GOlO 3Gl Gl 4Gl 右邊 4G OC 4Gl 因?yàn)閮蛇吜土Ρ鄣某朔e相等 所以杠桿平衡 3 找出下列各圖中動(dòng)力和阻力 并畫出杠桿力臂 O F1 F2 l1 l2 圖1 圖2 4 請(qǐng)畫出下圖中杠桿的力臂 l1 l2 l1 l2 教學(xué)板書 課堂小結(jié) 一根硬棒 在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng) 這根硬棒就是杠桿 F1l1 F2l2 杠桿的概念 杠桿平衡的條件 如圖所示 利用鐵架臺(tái) 帶有刻度的杠桿 細(xì)線 數(shù)量足夠的鉤碼等實(shí)驗(yàn)器材探究杠桿的平衡條件 1 實(shí)驗(yàn)前杠桿如圖所示 為使杠桿處在 平衡狀態(tài) 應(yīng)將螺母B向 選填 左 或 右 調(diào) 水平 右 2 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如下表 請(qǐng)將表頭欄目 實(shí)驗(yàn)所記錄的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整 動(dòng)力F1 N 阻力臂l2 m 0 2 0 3 布置作業(yè) 1 從課后習(xí)題中選取 2 完成練習(xí)冊(cè)本課時(shí)的習(xí)題 教學(xué)反思 1 杠桿這節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是要求學(xué)生能根據(jù)杠桿的五要素把生活中的杠桿模型和理想的理論模型結(jié)合起來(lái) 比如剪刀 夾菜的筷子 指甲剪等 這節(jié)有一個(gè)重點(diǎn)也是難點(diǎn) 找支點(diǎn)和作力臂 這里既牽扯到數(shù)學(xué)中點(diǎn)到直線的距離 又涉及物理中力的作用點(diǎn)和力的示意圖 學(xué)生感到非常困難 突破重難點(diǎn)的方法 通過實(shí)例演示 引導(dǎo)學(xué)生分析 提煉方法步驟 一 支 點(diǎn)二力和方向 延長(zhǎng)力的作用線 過 支 點(diǎn)作垂線 段 畫力臂并比較力臂大小是下一課時(shí)杠桿分類的基礎(chǔ) 一定要多練并讓學(xué)生過關(guān) 2 在杠桿的平衡條件的探究實(shí)驗(yàn)中 引導(dǎo)學(xué)生猜想杠桿的平衡條件可能與力臂的大小和力的大小有關(guān) 這樣學(xué)生不至于盲目猜想 既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性 主動(dòng)性 同時(shí)使學(xué)生合理的科學(xué)猜想 快速進(jìn)入探究的課題 在分析數(shù)據(jù)時(shí) 教師既要放開主動(dòng)權(quán) 又要參與引導(dǎo) 如提醒學(xué)生可以先把數(shù)據(jù)分開來(lái)考慮 把四個(gè)數(shù)據(jù)按物理量分成兩組進(jìn)行分析 接著把有特色的數(shù)據(jù)放在一起研究 最后把所有的數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來(lái) 運(yùn)用數(shù)學(xué)工具 加 減 乘 除等簡(jiǎn)單計(jì)算方法 討論 尋找規(guī)律 形成科學(xué)的結(jié)論 這樣不僅營(yíng)造寬松環(huán)境 而且培養(yǎng)了學(xué)生敢想敢說的精神及分析概括問題的能力 2 在圖中分別畫出鉗子 自行車手閘這兩個(gè)