第1課時 杠桿的初步認識及平衡條件

1、第第1節(jié)節(jié) 杠桿杠桿R八年級下冊八年級下冊第十二章第十二章 簡單機械簡單機械第第1課時課時 杠桿的初步認識及平衡條件杠桿的初步認識及平衡條件學習目標 1認識杠桿，了解關(guān)于杠桿的五要素（支點、認識杠桿，了解關(guān)于杠桿的五要素（支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂）動力、阻力、動力臂、阻力臂）. 2理解杠桿的平衡條件，并會進行相關(guān)計算理解杠桿的平衡條件，并會進行相關(guān)計算.學習重點 杠桿的平衡條件，杠桿的結(jié)構(gòu)杠桿的平衡條件，杠桿的結(jié)構(gòu).課標要求學習難點 力臂的概念及畫法，變形杠桿的分析力臂的概念及畫法，變形杠桿的分析.預習檢測 1. _的硬棒叫杠桿的硬棒叫杠桿。 2.杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點叫做杠桿繞著轉(zhuǎn)動的

2、固定點叫做_，使杠桿，使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫轉(zhuǎn)動的力叫_，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫_，支點到動力作用線的距離叫支點到動力作用線的距離叫_，支點到阻力支點到阻力作用線的距離叫作用線的距離叫_。 3.當杠桿處于當杠桿處于_狀態(tài)或狀態(tài)或_狀態(tài)時，狀態(tài)時，我們就說杠桿平衡了我們就說杠桿平衡了。 4.杠桿平衡條件：動力杠桿平衡條件：動力_=阻力阻力_，即，即F1_=F2_。在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動支點支點動力動力阻力阻力動力臂動力臂阻阻力臂力臂靜止靜止勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動動力臂動力臂阻阻力臂力臂l1l2情景導入這些用具有什么特點？這些用具有什么特點？ 它們工作時，能繞一個

3、固定點轉(zhuǎn)動。它們工作時，能繞一個固定點轉(zhuǎn)動。進行新課知識點一 人類很早以前就學會使用杠桿了，如圖人類很早以前就學會使用杠桿了，如圖中利用木棒搬動巨大木料的情景。中利用木棒搬動巨大木料的情景。 當你用筷子夾菜，用剪刀剪紙、用天平當你用筷子夾菜，用剪刀剪紙、用天平稱量時，你就在使用杠桿了。稱量時，你就在使用杠桿了。杠桿杠桿 如圖，一根硬棒，如圖，一根硬棒，在力的作用下能繞著在力的作用下能繞著固定點固定點O轉(zhuǎn)動，這根轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是硬棒就是。杠桿的五要素杠桿的五要素支點：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點支點：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點O動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力阻力：阻礙杠桿

4、轉(zhuǎn)動的力F2動力臂：從支點動力臂：從支點O到動力到動力F1作用作用線的線的距離距離l1阻力臂：從支點阻力臂：從支點O到阻力到阻力F2作用作用線的線的距離距離l2杠桿是最簡單的機械之一杠桿是最簡單的機械之一 當當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。們就說杠桿平衡了。力臂的畫法力臂的畫法一找點、二畫線、三作垂線段一找點、二畫線、三作垂線段動力臂動力臂l1阻力臂阻力臂l2力臂是力臂是支點支點到到力的作用線力的作用線的距離的距離OF2F1l1l2l1l2oF2F1知識點二 在使用杠桿中，杠桿的平衡狀態(tài)是一種非常在使用杠桿中，杠桿的平衡狀態(tài)是一種非常重要

5、的狀態(tài)。重要的狀態(tài)。所謂平衡狀態(tài)所謂平衡狀態(tài)杠桿處于靜止狀態(tài)或繞支點勻速杠桿處于靜止狀態(tài)或繞支點勻速轉(zhuǎn)動的狀態(tài)都叫平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)動的狀態(tài)都叫平衡狀態(tài)杠桿在滿足什么條件杠桿在滿足什么條件時才會平衡？時才會平衡？探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件【提出問題提出問題】 杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？【猜想假設猜想假設】 假設一：假設一：假設二：假設二：F1 l1=F2 l21212FFll【所需器材所需器材】 實驗注意事項：實驗注意事項：1在實驗前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在實驗前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平

6、衡螺母，使杠桿水平平衡。水平平衡。2掛鉤碼后，不能再動平衡螺母。掛鉤碼后，不能再動平衡螺母。3讀數(shù)時，杠桿仍要求是處于水平平衡狀態(tài)，以便直讀數(shù)時，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度。接讀出力臂的長度?！緦嶒灢襟E實驗步驟】 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，便于測量；消除杠桿自重對實驗結(jié)果的影響。杠桿，便于測量；消除杠桿自重對實驗結(jié)果的影響。 杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動力杠桿水平平衡。將動力F1、阻力、阻力F2、動力臂、動力臂l1、

7、阻力臂、阻力臂l2記錄在表格中。記錄在表格中?！緦嶒灢襟E實驗步驟】 改變阻力和阻力臂的大小，相應調(diào)節(jié)動力和動力臂的大改變阻力和阻力臂的大小，相應調(diào)節(jié)動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。小，再做幾次實驗。 在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過在其在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過在其他他位置上用位置上用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力將動力F1、阻、阻力力F2、動力臂、動力臂l1、阻力臂、阻力臂l2記錄在表格中。記錄在表格中?！痉治鰯?shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)】 次數(shù)次數(shù)動力動力F1/N動力臂動力臂l1/m阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/m123【實驗結(jié)論實驗結(jié)論】

8、實驗結(jié)果表明，杠桿的平衡條件是實驗結(jié)果表明，杠桿的平衡條件是或?qū)憺榛驅(qū)憺?例例 據(jù)據(jù)杭州日報杭州日報報道報道2001年年6月月22日，在杭州動物園內(nèi)一日，在杭州動物園內(nèi)一位物理老師利用杠桿定理，僅用位物理老師利用杠桿定理，僅用小小的彈簧測力計就測出了一頭小小的彈簧測力計就測出了一頭大象的質(zhì)量（如右圖）。測量是大象的質(zhì)量（如右圖）。測量是利用了一根長度為利用了一根長度為10m的槽鋼作的槽鋼作為杠桿。吊鉤固定點為杠桿。吊鉤固定點O為支點。為支點。彈簧測力計示數(shù)彈簧測力計示數(shù)F1位位200N。測得。測得動力臂動力臂l1為為9m，阻力臂，阻力臂l2為為6cm。若不計鋼槽個鐵籠的質(zhì)量，請你若不計鋼槽個鐵

9、籠的質(zhì)量，請你估算大象的質(zhì)量估算大象的質(zhì)量。g取取10N/kgOF1F2l2l1 解解 人通過彈簧測力計對杠桿的拉力為動力人通過彈簧測力計對杠桿的拉力為動力F1=200N，動，動力臂力臂l1=9m；不計槽鋼和鐵籠的質(zhì)量，；不計槽鋼和鐵籠的質(zhì)量，則大象對杠桿的拉力為阻力則大象對杠桿的拉力為阻力F2 ，它等于大象所受，它等于大象所受的重力的重力G，阻力臂，阻力臂l2=6cm=0.06m.根據(jù)杠桿的平衡條件根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2，有，有OF1F2l2l1l2OF1F2l141 122200N9m3 10 N0 06mF lFl.4323 10 N3 10 kg10N/kgFGmgg大象

10、的質(zhì)量大象的質(zhì)量大象的質(zhì)量是大象的質(zhì)量是3t.隨堂演練 1.如圖甲所示，是一個如圖甲所示，是一個Z形杠桿，請在圖中畫形杠桿，請在圖中畫出力出力F對支點對支點O的力臂的力臂l.l 2.如圖所示，一根木棒如圖所示，一根木棒AB在在O點被懸掛起來，點被懸掛起來，AO=OC，在，在A、C兩點分別掛有兩個和三個相同的兩點分別掛有兩個和三個相同的鉤碼，木棒處于水平平衡鉤碼，木棒處于水平平衡.如果在木棒的如果在木棒的A、C兩點兩點各增加一個同樣的鉤碼，則木棒（各增加一個同樣的鉤碼，則木棒（ ）A.繞繞O點順時針方向轉(zhuǎn)動點順時針方向轉(zhuǎn)動B.繞繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)動點逆時針方向轉(zhuǎn)動C.仍保持平衡仍保持平衡D.平衡

11、被破壞，轉(zhuǎn)動方向不定平衡被破壞，轉(zhuǎn)動方向不定C 解析：解析：由題意知，杠桿重心應在由題意知，杠桿重心應在O點左側(cè)，點左側(cè)，設一個鉤碼自重為設一個鉤碼自重為G，杠桿重力的力臂為，杠桿重力的力臂為lO，杠杠桿重力為桿重力為GO，AO=OC=l，則有：，則有：2GAO+GOlO=3GOC，即即2Gl+GOlO=3Gl，所以所以GOlO=Gl；兩邊再各加一個鉤碼后：兩邊再各加一個鉤碼后：左邊左邊=3GAO+GOlO=3Gl+GOlO=3Gl+Gl=4Gl，右邊右邊=4GOC=4Gl，因為兩邊力和力臂的乘積相等，所以杠桿平衡因為兩邊力和力臂的乘積相等，所以杠桿平衡.3.找出下列各圖中動力和阻力，并畫出杠

12、桿力臂。找出下列各圖中動力和阻力，并畫出杠桿力臂。OF1F2l1l2BAOFOBA圖圖1圖圖24.請畫出下圖中杠桿的力臂。請畫出下圖中杠桿的力臂。l1l2l1l2教學板書課堂小結(jié) 一一根硬棒，在力的根硬棒，在力的作用下能繞著固定點作用下能繞著固定點O轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是動，這根硬棒就是。杠桿的杠桿的概念概念杠桿平衡杠桿平衡的條件的條件拓展延伸 如圖所示，利用鐵架臺、帶有刻度的杠桿、細線、如圖所示，利用鐵架臺、帶有刻度的杠桿、細線、數(shù)量足夠的鉤碼等實驗器材探究杠桿的平衡條件數(shù)量足夠的鉤碼等實驗器材探究杠桿的平衡條件. （1）實驗前杠桿如圖所示，）實驗前杠桿如圖所示，為使杠桿處在為使杠桿處在_平衡

13、狀態(tài)，平衡狀態(tài)，應將螺母應將螺母B向向_（選填（選填“左左”或或“右右”）調(diào)）調(diào).水平水平右右 （2）記錄實驗數(shù)據(jù)的表格如下表，請將表）記錄實驗數(shù)據(jù)的表格如下表，請將表頭欄目、實驗所記錄的數(shù)據(jù)補充完整頭欄目、實驗所記錄的數(shù)據(jù)補充完整.實驗實驗序號序號_動力動力臂臂l1/m阻力阻力F2/N_120.330.2240.48_25_60.25動力動力F1/N 阻力阻力臂臂l2/m0.20.3布置作業(yè)1.從課后習題中選取；從課后習題中選??；2.完成練習冊本課時的習題。完成練習冊本課時的習題。教學反思 1.杠桿這節(jié)的教學重點是要求學生能根據(jù)杠桿的五要素杠桿這節(jié)的教學重點是要求學生能根據(jù)杠桿的五要素把生活

14、中的杠桿模型和理想的理論模型結(jié)合起來，比如剪刀、把生活中的杠桿模型和理想的理論模型結(jié)合起來，比如剪刀、夾菜的筷子、指甲剪等夾菜的筷子、指甲剪等.這節(jié)有一個重點也是難點：找支點和這節(jié)有一個重點也是難點：找支點和作力臂，這里既牽扯到數(shù)學中點到直線的距離，又涉及物理作力臂，這里既牽扯到數(shù)學中點到直線的距離，又涉及物理中力的作用點和力的示意圖，學生感到非常困難中力的作用點和力的示意圖，學生感到非常困難.突破重難點突破重難點的方法，通過實例演示，引導學生分析，提煉方法步驟：一的方法，通過實例演示，引導學生分析，提煉方法步驟：一（支）點二力和方向，延長力的作用線，過（支）點作垂線（支）點二力和方向，延長力

15、的作用線，過（支）點作垂線（段）（段）.畫力臂并比較力臂大小是下一課時杠桿分類的基礎，畫力臂并比較力臂大小是下一課時杠桿分類的基礎，一定要多練并讓學生過關(guān)一定要多練并讓學生過關(guān). 2.在杠桿的平衡條件的探究實驗中，引導學生猜想杠桿在杠桿的平衡條件的探究實驗中，引導學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)，這樣學生不的平衡條件可能與力臂的大小和力的大小有關(guān)，這樣學生不至于盲目猜想，既調(diào)動了學生的積極性、主動性，同時使學至于盲目猜想，既調(diào)動了學生的積極性、主動性，同時使學生合理的科學猜想，快速進入探究的課題生合理的科學猜想，快速進入探究的課題.在分析數(shù)據(jù)時，教在分析數(shù)據(jù)時，教師既要放開

16、主動權(quán)，又要參與引導，如提醒學生可以先把數(shù)師既要放開主動權(quán)，又要參與引導，如提醒學生可以先把數(shù)據(jù)分開來考慮據(jù)分開來考慮.把四個數(shù)據(jù)按物理量分成兩組進行分析，接著把四個數(shù)據(jù)按物理量分成兩組進行分析，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，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，運用數(shù)學工具：加、減、乘、除等簡單計算方法，討論，尋運用數(shù)學工具：加、減、乘、除等簡單計算方法，討論，尋找規(guī)律，形成科學的結(jié)論，這樣不僅營造寬松環(huán)境，而且培找規(guī)律，形成科學的結(jié)論，這樣不僅營造寬松環(huán)境，而且培養(yǎng)了學生敢想敢說的精神及分析概括問題的能力養(yǎng)了學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、自行車手閘這兩個在圖中分別畫出鉗子、