初中物理滬科版八年級(jí)下冊(cè)101科學(xué)探究杠桿平衡條件教案教學(xué)設(shè)計(jì)

10.1科學(xué)研究：杠桿的均衡條件第1課時(shí)認(rèn)識(shí)杠桿和杠桿的均衡條件教課目的【知識(shí)與能力】1．知道什么是杠桿，能從常有工具中辨識(shí)出杠桿。2．能夠辨識(shí)出支點(diǎn)，動(dòng)力、阻力，會(huì)確立動(dòng)力臂、阻力臂。3．經(jīng)過(guò)察看與實(shí)驗(yàn)，研究并理解杠桿的均衡條件，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。教課重難點(diǎn)【教課要點(diǎn)】杠桿均衡條件，經(jīng)歷研究杠桿均衡條件的過(guò)程并運(yùn)用它剖析相關(guān)問(wèn)題?！窘陶n難點(diǎn)】力臂的觀點(diǎn)和畫(huà)法。課前準(zhǔn)備羊角錘、鐵架臺(tái)、鉤碼、細(xì)繩、平分刻度的均質(zhì)木尺、多媒體課件等。教課過(guò)程一、新課引入多媒體展現(xiàn)：如下圖，古埃及人建筑金字塔時(shí)利用簡(jiǎn)單機(jī)械挪動(dòng)巨大石塊，我國(guó)古代利用桔槔在井上汲水，在現(xiàn)代建筑工地上，人們利用挖土機(jī)、起重機(jī)、吊車(chē)、鉗子等工具進(jìn)行勞動(dòng)，讓學(xué)生找出它們的共同特色。經(jīng)過(guò)這些實(shí)例，有效地惹起學(xué)生的注意，進(jìn)而導(dǎo)入新課。二、新課教課研究點(diǎn)一杠桿察看下列圖中物體的工作特色，請(qǐng)學(xué)生回答。學(xué)生溝通議論得出：(1)硬；(2)在力的作用下繞某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。演示：用長(zhǎng)木板繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)撬一重物。說(shuō)明物體只假如硬的就行，跟形狀沒(méi)關(guān)。同時(shí)邊說(shuō)邊板書(shū)課題。1．定義：一根硬棒在力的作用下假如能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿。讓學(xué)生再舉一些杠桿的實(shí)例(如活塞式抽水機(jī)、蹺蹺板)以穩(wěn)固對(duì)定義的理解。2．杠桿的五因素。支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用字母O表示。動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F1表示。阻力：阻擋杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F2表示。那么要產(chǎn)生相同的成效，施加力的大小、方向能否相同呢？讓學(xué)生按下列圖分別操作。分別按圖甲三個(gè)地點(diǎn)沿圖示方向向下施力使杠桿靜止。發(fā)問(wèn)：三次施加力的大小能否相同？答：不相同(大小關(guān)系能回答出來(lái))。這說(shuō)明要使杠桿保持這類(lèi)狀態(tài)，力的大小跟什么相關(guān)？學(xué)生可能會(huì)回答跟作用點(diǎn)和支點(diǎn)的遠(yuǎn)近相關(guān)，且距離越大，力越大。老師不加解說(shuō)，再讓學(xué)生按圖乙所示施加力使杠桿保持靜止，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)固然作用點(diǎn)相同，即作用點(diǎn)和支點(diǎn)的遠(yuǎn)近相等但力的大小卻不同，且F>F，問(wèn)：那跟什么相關(guān)呢？12學(xué)生沒(méi)法解說(shuō)(必定產(chǎn)生激烈的求知欲)，這時(shí)出示課上練習(xí)紙讓學(xué)生在圖上畫(huà)出過(guò)支點(diǎn)O作沿1、2方向的直線的垂線段(這一點(diǎn)有些學(xué)生的準(zhǔn)備知識(shí)可能不足，老師可先察看，F(xiàn)F若學(xué)生畫(huà)得很好，老師就略畫(huà)一下，若不可以，老師就得詳盡示范給學(xué)生看)并標(biāo)上l、l。12問(wèn)：l1、l2哪個(gè)大？F1、F2哪個(gè)大？老師再來(lái)解說(shuō)要使杠桿保持靜止?fàn)顟B(tài)，力的大小不是跟支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離相關(guān)，而是跟支點(diǎn)到方才的直線的距離相關(guān)，我們把沿力的方向所畫(huà)的直線叫力的作用線，過(guò)支點(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂。動(dòng)力臂：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用字母阻力臂：支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用字母

l1表示。l2表示。老師在黑板上畫(huà)出蹺蹺板的表示圖，并示范畫(huà)出杠桿的五因素。3．請(qǐng)同學(xué)們畫(huà)出下列圖的力臂。教師巡回指導(dǎo)，注意發(fā)現(xiàn)比較典型的錯(cuò)誤，反應(yīng)點(diǎn)撥。教師概括總結(jié)：畫(huà)力臂的步驟：確立支點(diǎn)；確立力的作用線；過(guò)支點(diǎn)到力的作用線作垂線；標(biāo)垂足，定力臂。研究點(diǎn)二杠桿的均衡條件我們把方才杠桿所處的狀態(tài)叫杠桿的均衡，所謂杠桿的均衡就是杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，那么杠桿的均衡跟哪些因素相關(guān)呢？研究：杠桿的均衡條件。1．猜想：2．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：3．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：把杠桿用細(xì)線掛在鐵架臺(tái)上，調(diào)理兩頭的均衡螺母，使杠桿不掛鉤碼時(shí)在水平地點(diǎn)均衡(便于丈量力臂)。給杠桿兩頭掛上不同數(shù)目的鉤碼，挪動(dòng)鉤碼的地點(diǎn)，使杠桿均衡。這時(shí)杠桿兩頭受到的作使勁等于各自鉤碼的重力。把支點(diǎn)右側(cè)的鉤碼重量看作動(dòng)力F1，支點(diǎn)左側(cè)的鉤碼重量看作阻力F2；量出杠桿均衡時(shí)的動(dòng)力臂l1和阻力臂l2；把數(shù)值填入表中。改變力和力臂的數(shù)值，再做兩次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂次數(shù)F/Nl/mF/Nl/m1122123溝通與合作，得出結(jié)論：依據(jù)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析，比如能夠?qū)λ鼈冞M(jìn)行加、減、乘、除等運(yùn)算，找出它們之間的關(guān)系。關(guān)于開(kāi)始提出的問(wèn)題，你能得出什么？杠桿的均衡條件(杠桿原理)：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，即

F1l

1＝F2l

2。F1l2用比率式表示F2＝l1，它的含義是假如動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，那么動(dòng)力就是阻力的幾分之一。三、板書(shū)設(shè)計(jì)第一節(jié)科學(xué)研究：杠桿的均衡條件第1課時(shí)認(rèn)識(shí)杠桿和杠桿的均衡條件一、杠桿的定義在力的作用下能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。二、杠桿的五因素：1．支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。2．動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。3．阻力：阻擋杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。4．動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。5．阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。三、杠桿的均衡當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力作用下靜止(或勻速轉(zhuǎn)動(dòng))時(shí)，我們就說(shuō)杠桿均衡了。四、杠桿的均衡條件1122Fl2動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，即Fl＝Fl或1＝。F2l1四、教課反省杠桿在生活和生產(chǎn)中有著寬泛的應(yīng)用，學(xué)好這部分知識(shí)擁有重要的實(shí)質(zhì)意義。杠桿是一種重要的簡(jiǎn)單機(jī)械，也是學(xué)習(xí)滑輪、輪軸等其余一些簡(jiǎn)單機(jī)械的基礎(chǔ)。大多數(shù)學(xué)生對(duì)生活中的杠桿比較熟習(xí)，也很感興趣；但對(duì)杠桿的“五因素”及杠桿的均衡條件，還不清楚。經(jīng)過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，能夠把學(xué)生的感性經(jīng)驗(yàn)上漲為理性認(rèn)識(shí)。此外，讓學(xué)生親身經(jīng)歷研究杠桿均衡條件的全過(guò)程，有益于培育學(xué)生科學(xué)研究的能力。第2課時(shí)杠桿均衡條件的應(yīng)用教課目的【知識(shí)與能力】1．會(huì)對(duì)杠桿分類(lèi)，并能依據(jù)實(shí)質(zhì)需求選擇適合的杠桿。2．會(huì)畫(huà)杠桿的表示圖。教課重難點(diǎn)【教課要點(diǎn)】杠桿的分類(lèi)。【教課難點(diǎn)】力臂畫(huà)法和杠桿的分類(lèi)。課前準(zhǔn)備多媒體課件等。教課過(guò)程一、新課引入我們先來(lái)聽(tīng)一個(gè)小故事：“只需您讓我有一個(gè)地方站著，我就能夠把地球推進(jìn)起來(lái)?！惫畔ＥD大數(shù)學(xué)家阿基米德對(duì)國(guó)王說(shuō)?！肮∧闾f(shuō)大話了！”國(guó)王大笑著說(shuō)：“你先給我推進(jìn)一樣?xùn)|西看看，看你講的話怎么樣?！碑?dāng)時(shí)，國(guó)王造了一只很大的船，但是沒(méi)有方法推到水里去。即便把全城的人都會(huì)合起來(lái)，唯恐也不可以推進(jìn)。國(guó)王對(duì)阿基米德說(shuō)：“那么，就請(qǐng)你來(lái)幫忙吧，把這條船推進(jìn)到水里去吧，我的說(shuō)大話家！”阿基米德滿口答應(yīng)。他精心設(shè)計(jì)了一套復(fù)雜的杠桿和滑輪組合成的機(jī)械，尾端留了一條拉繩，而后請(qǐng)國(guó)王來(lái)看表演。這天，海邊人流如潮。那艘大船，長(zhǎng)十幾丈，高幾層樓，的確是一個(gè)龐然大物。阿基米德將那一條小繩交給了國(guó)王，說(shuō)：“請(qǐng)你拉一下吧，全部都解決了?！眹?guó)王將信將疑，手里拿著繩索，先看了看，而后這么輕輕一拉。奇觀出現(xiàn)了：大船挪動(dòng)起來(lái)，逐漸地向海里滑去就像耍魔術(shù)相同。國(guó)王瞪大了眼睛，張著嘴半天才說(shuō)：“這，這是怎么回事，難道有上帝在互助？”立時(shí)，岸上迸發(fā)出一陣喝彩聲。在這個(gè)小故事里，聰慧的阿基米德奇妙地運(yùn)用了杠桿，今日我們就來(lái)學(xué)習(xí)杠桿的應(yīng)用。二、新課教課研究點(diǎn)杠桿的類(lèi)型及應(yīng)用多媒體展現(xiàn)：動(dòng)畫(huà)1：蹺蹺板。從幼兒園放學(xué)后的小明、小偉和大勇正在玩蹺蹺板，他們?nèi)艘煌驹谲E蹺板上，站在同一邊的小明、小偉一下子將大勇翹了起來(lái)，大勇如何才能將他們兩人翹起來(lái)呢？對(duì)，大勇快速滑向蹺蹺板的外端，也就是增添大勇的力臂，這樣大勇一個(gè)人就能夠?qū)⑺麄儍蓚€(gè)人翹起來(lái)。關(guān)于大勇，蹺蹺板這時(shí)候就是一個(gè)省力杠桿。這時(shí)小明、小偉如何才能將大勇再次翹起來(lái)？坐在哪里才能使蹺蹺板均衡？他們能夠像大勇相同，經(jīng)過(guò)增添力臂的方法，滑向蹺蹺板的外端；還能夠再加上一個(gè)人，經(jīng)過(guò)三個(gè)人的力量將大勇翹起來(lái)。關(guān)于他們?nèi)耍E蹺板這時(shí)候就是一個(gè)費(fèi)勁杠桿。經(jīng)過(guò)上邊的動(dòng)畫(huà)，可知，杠桿能夠分為省力杠桿、費(fèi)勁杠桿，此外還有一種等臂杠桿。1．省力杠桿。請(qǐng)同學(xué)們看多媒體：動(dòng)畫(huà)2：壓水機(jī)壓水，壓水機(jī)的手柄杠桿表示圖。請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)杠桿表示圖發(fā)現(xiàn)它有什么特色？再依據(jù)杠桿均衡條件判斷一下。概括總結(jié)：省力杠桿：動(dòng)力臂大于阻力臂，動(dòng)力小于阻力，省力但費(fèi)距離。請(qǐng)同學(xué)們回答在平時(shí)生活中有哪些省力杠桿？出示省力杠桿如：鍘刀(圖)、瓶蓋起子(圖)、獨(dú)輪車(chē)(圖)。議論：阿基米德運(yùn)用了發(fā)散性思想假想假如動(dòng)力臂“無(wú)窮長(zhǎng)”，就能夠承受“無(wú)窮大”1的阻力，于是深重的東西都可“撬動(dòng)”起來(lái)。但是假如阿基米德把地球撬起10000毫米那么一點(diǎn)的話，他就將在空中劃過(guò)一個(gè)很大很大的弧，一輩子也走不到頭。2．費(fèi)勁杠桿。請(qǐng)同學(xué)們看多媒體：動(dòng)畫(huà)3：鐵鍬挖土。請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)杠桿表示圖發(fā)現(xiàn)它有什么特色？再依據(jù)杠桿均衡條件判斷一下。概括總結(jié)：費(fèi)勁杠桿：動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力大于阻力，費(fèi)勁但省距離。請(qǐng)同學(xué)們回答在平時(shí)生活中有哪些費(fèi)勁杠桿？筷子、鑷子等。簡(jiǎn)介筷子：筷子，被外國(guó)人譽(yù)為“東方的文明”。是中華民族的國(guó)粹。它的使用，標(biāo)記著中華民族文明的進(jìn)步。美國(guó)哈佛大學(xué)一位人類(lèi)學(xué)家以為，中國(guó)最古老的筷子的出現(xiàn)，大概是在公元前1200多年從前，比西方人使用刀叉要早幾百年。3．等臂杠桿。請(qǐng)同學(xué)們看多媒體：動(dòng)畫(huà)4：天平。特色：動(dòng)力臂等于阻力臂，動(dòng)力等于阻力。等臂杠桿最重要的應(yīng)用是天平。天平是支點(diǎn)在中間的等臂杠桿，如下圖。多媒體展現(xiàn)：人體內(nèi)很多地方的骨骼、關(guān)節(jié)組成的杠桿。教師聯(lián)合一些詳細(xì)的動(dòng)作(比如舉、拿、抬、踢等)來(lái)解說(shuō)這些杠桿是如何工作的。教師概括總結(jié)：種類(lèi)條件利處代價(jià)實(shí)例省力杠桿動(dòng)力臂大于阻力臂省力費(fèi)距離老虎鉗費(fèi)勁杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂省距離費(fèi)勁鑷子、筷子等臂杠桿動(dòng)力臂等于阻力臂相等力和距離二者都不省也都不費(fèi)天平三、板書(shū)設(shè)計(jì)第2課時(shí)杠桿均衡條件的應(yīng)用杠桿種類(lèi)杠桿特色杠桿長(zhǎng)處杠桿弊端省力杠桿l1＞l2，F(xiàn)1＜F2省力費(fèi)距離費(fèi)勁杠桿l1＜