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首先,我们要学习的是杠杆,杠杆就是简单的机械。
二、新课教学
板书:
(第一节:
科学探究:
杠杆的平衡条件)
1、认识杠杆
让学生观察图9—1,所示的各种杠杆,讨论,比较,说说它们有什么共同的特征。
点名提问之后,教师总结,然后得出杠杆的定义:
(杠杆:
在力的作用下,能绕着某一固定点转动的硬棒,在物理学中叫杠杆。
)
杠杆的条件:
一是有力的作用,二是能绕固定点转动
杠杆的形状:
可以是直的,弯的,但是必须是硬的,不一定是棒,只要是硬物就可以。
这一固定点叫支点,可以在杠杆的一端,也可以在杠杆的其他位置。
让学生再举些例子,说说生产和生活中还有哪些杠杆。
挂图展示:
如:
用镰刀割草时、用锄头挖地时、用斧子砍柴时、用木棒抬东西时、用扁担挑水时,小孩压跷跷板时,镰刀、锄头、斧子、木棒、扁担、跷跷板都是杠杆。
2、杠杆的五要素
让学生看图9—2中用棒撬石头的情景,根据亲身体验感受这个过程:
在生活中我们经常会遇到这样的情景,我们要搬动一个巨大的大石,直接用手搬不动,我们就用一根木棒来撬这个大石头。
在木棒的下面垫一个小的石头作为支点,木棒的一端抵着大石头,人在木棒的另一端使力,这样就可以把我们直接用手去搬却搬不动的大石头撬动了。
这就是机械给我们带来的方便之处。
在撬石头的这个过程中,我们来作一个图;
图中,杠杆绕着转动的固定点叫支点,用字母O表示。
作用在杠杆上使杠杆转动的力叫动力,用F1表示。
从支点到动力作用线的距离叫动力臂,用l1表示。
阻碍杠杆转动的力叫阻力,用F2表示。
从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂,用l2表示。
所以,我们把支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂这五个要素称为杠杆的五要素。
(杠杆的五要素:
支点(O):
杠杆绕着转动的固定点。
动力(F1):
作用在杠杆上使杠杆转动的力。
动力臂(l1):
从支点到动力作用线的距离。
阻力(F2):
阻碍杠杆转动的力。
阻力臂(l2):
从支点到阻力作用线的距离。
下面请大家指出各个杠杆的五要素:
压跷跷板时、用天平称量物体时、用剪刀剪衣服时、
①杠杆的支点一定在杠杆上,可以在它的一端,也可以在它的其它位置。
②动力和阻力是相对的,不论是动力还是阻力,受力物体都是杠杆,只要是主动作用在杠杆上的力就是动力。
③动力作用点:
动力在杠杆上的作用点
④阻力作用点:
阻力在杠杆上的作用点
⑤力臂是支点到力的作用线的距离,而不是到力的作用点的距离。
是点到线的距离,而不是点到点的距离。
⑥力臂有时在杠杆上,有时候不在杠杆上如果力的作用线恰好通过支点,则力臂为零
⑦力臂的表示方法:
用大括号勾出,再在上面标出,
作图步骤:
画一条线段表示杠杆,确定支点O,画出动力作用线和阻力作用线,还要用虚线将力的作用线延长,从支点向力的作用线引垂线,画出垂足,从支点到垂足的距离就是力臂。
力臂可以用虚线和实线表示,并用大括号勾出,再标上表示力臂的字母。
三、随堂巩固
作图练习:
四、课堂小结
本节课主要是让学生学会认识了杠杆,并能找出杠杆的五个要素,学会在作图的练习中理解杠杆的五要素。
教师个性化修改
板
书
设
计
认识杠杆
杠杆的定义:
杠杆的五要素:
反
思
杠杆平衡的条件
通过参与探究活动,对获得的数据进行分析,得出杠杆的平衡条件。
能利用F1l1=F2l2进行计算。
体验、经历探究过程,从而培养学生动手实验能力、操作能力和协作能力。
培养探索杠杆在日常生活中应用的道理,提高对物理学科的学习兴趣,培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。
通过实验探究,探索杠杆的平衡条件。
实验探究的过程
复习上节课学习的内容:
1、杠杆五要素
2、画出杠杆的力臂
【杠杆平衡的条件】
回忆平衡的概念,平衡状态:
物体在两个力的作用下处于匀速运动状态或者静止状态时,我们就说这个物体处于平衡状态。
对于杠杆,就是指在杠杆在两个力的作用下处于匀速转动或者静止状态。
我们知道,杠杆的两个力,一个是动力,一个是阻力,当杠杆在这两个力的作用下处于静止状态时,杠杆就处于平衡状态了。
杠杆在什么样的条件下才会处于平衡状态呢?
下面我们通过实验进行探究。
实验探究:
一、提出问题:
当杠杆在动力和阻力的作用下处于静止状态时,我们就说杠杆就处于平衡状态了。
那么杠杆平衡时,动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在什么样的关系呢?
二、猜想与假设:
让学生发挥自己的想象力,大胆猜想。
动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在什么样的关系。
三、制定计划与设计实验:
想要验证自己的猜想是否正确,我们就要开展实验进行验证。
下面我们就用如图9—3所示的装置进行实验。
老师出示实验装置及器材:
杠杆和支架、钩码、刻度尺、线
四、进行实验与收集证据:
第一步:
调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
第二步:
在杠杆两边挂上不同数量的钩码,调节钩码的位置,使杠杆在水平位置重新平衡,这时杠杆两边受到钩码的作用力都等于钩码的重力。
第三步:
把支点右边的钩码当做动力F1,支点右左边的钩码当做阻力F2,用刻度尺量出动力臂l1和阻力臂l2。
并记录入表格。
第四步:
改变悬挂的钩码数量,移动其悬挂的位置,使杠杆再次平衡,分别记录数据。
如此重复三次。
实验次数
动力F1(N)
动力臂L1(cm)
阻力F2(N)
阻力臂L2(cm)
1
2
3
依据表中记录的数据进行分析处理,和前面的猜想与假设对照,得出什么结论?
五、交流与合作:
和同学交流所得结论,如果大家结论一致,并且有充足的理由说明这个结论是正确的,那么,你可能得到了杠杆平衡的条件。
让同学们对自己的收集的数据进行分析,得出结论,老师做总结:
杠杆平衡的条件是:
动力×
动力臂=阻力×
阻力臂
F1·
L1=F2·
L2
六、评估:
我们已经得出杠杆平衡的条件,这个规律对杠杆的应用友很重要的意义,因为我们在使用杠杆时都是在平衡状态下使用杠杆的。
从杠杆平衡的条件可知,力和力臂的大小成反比,力臂越长,力越小。
计算时,单位要统一,动力和阻力的单位,动力臂和阻力臂的单位要统一。
1、有一根米尺,
在中点支起,
两边挂上砝码后,
恰能平衡在水平位置,
如图.
那么,
在下列几种情况下,
还能使米尺保持平衡的是:
(
)
A.
左右两边的砝码各减少一个
B.
左、右两边的砝码各向里移动1格
C.
左右两边的砝码各减少一半
D.
左右两边的砝码各向外移动1格
2、用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉,
已知道钉对道钉撬的阻力是4000牛,
动力臂是1.2米,
阻力臂是6厘米,
则加在道钉撬上的动力应是________牛.
3、一把不计自重的杆秤,提纽到秤钩的距离是4cm,秤砣的质量为200g,用这把秤来称量质量是1kg的物体,秤砣离提纽_________cm时秤杆才平衡.若长期使用后秤砣磨损,继续用它称量货物时测量值将比真实值__________.
四、课堂小结:
本节课主要是通过实验探究得出杠杆平衡的条件:
科学探究杠杆平衡条件
杠杆平衡的条件:
F1·
杠杆的分类
了解杠杆的分类及应用,学会根据力臂对杠杆进行分类。
结合生活生产实际,对杠杆进行简单的分类
培养学生热爱生活,热爱科学的精神,良好的科学素养
杠杆的分类及应用
会根据力臂对杠杆进行分类
复习杠杆的定义,及其五要素,举例说说生活中那些属于杠杆。
现象探究:
剪刀是我们日常生活中常见的工具,不同行业的剪刀不同,各有特色:
裁缝用的剪刀刀刃比我们平时用的长很多,是因为裁缝用剪刀剪布料,阻力小,长的刀刃可以一次剪下更长的布料。
剪铁皮的剪刀,手柄比刀刃长很多,剪铁皮时,阻力很大,手柄长了,可以省不少的力。
由这两种剪刀可以看出,有的杠杆可以省距离,有的可以省力。
观察课本167页图9—4生活中的杠杆,对其中的杠杆进行分类,说说分类的依据。
点名提问:
教师总结:
图A费了距离,省了力;
B费了距离,省了力;
C费了距离,但是省了力;
D费了力,但是省距离。
所以,通过分类,我们知道有的杠杆可以省距离,有的可以省力。
根据杠杆的用途,可以分为省力杠杆和费力杠杆,还有的杠杆既不省力,也不省距离,叫等臂杠杆。
既省力又省距离的杠杆是不存在的。
板书;
杠杆的分类:
省力杠杆:
省力但不省距离
费力杠杆:
费力但省距离
等臂杠杆:
既不省力,也不省距离
点名提问:
生活中哪些杠杆属于省力杠杆,哪些属于费力杠杆,哪些属于等臂杠杆呢?
请大家找一找,举两个例子!
评价对错;
知识延伸:
判断一个杠杆是省力还是费力,要通过比较动力臂和阻力臂的大小来确定。
这就要先画出杠杆示意图,在图上把杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂都表示出来,建立直观的图景,才易于判断。
作图:
省力杠杆费力杠杆等臂杠杆
总结;
通过作图我们可以看出三种杠杆的动力与阻力,动力臂与阻力臂的关系:
F1<F2F1>F2F1=F2
L1>L2L1<L2L1=L2
所以我们可以判断:
L1>L2时,为省力杠杆,L1<L2时,为费力杠杆,L1=L2时,为等臂杠杆。
因此,对应的例子有:
开瓶器、杆秤、羊角锤镊子、筷子、钓鱼竿天平
巩固练习:
分别判断图9—4,9—1所示的各种杠杆分别属于哪种杠杆。
从以上这些例子我们不难看出,省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用,费力杠杆在阻力不大的情况下,为了节省距离,使用起来方便。
不仅生产和生活中有许多杠杆,人体中的某些部位也具有杠杆的功能。
如图9—5所示,骨骼在肌肉提供的动力下绕肘关节转动,当人用手端起茶杯的时候,前臂骨相当于杠杆,肱二头肌收缩提供动力,动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆。
杠杆在我国古代就有了巧妙的应用,如捣米的舂汲水的桔,都利用了杠杆的原理。
都是属于省力杠杆。
课后作业第三题
本节课主要是让学生了解杠杆的分类及应用,学会根据力臂对杠杆进行分类
省力杠杆:
省力但不省距离。
F1<F2L1>L2
费力但省距离F1>F2L1<L2
既不省力,也不省距离F1=F2L1=L2
杠杆的平衡条件复习课
掌握杠杆的五要素、理解并灵活运用杠杆的平衡条件,会对杠杆进行简单的归类
通过对本节知识点系统的整理复习,培养学生的归纳总结能力、形成系统的知识结构
提高学习的积极性,培养良好的逻辑思维,严谨的科学思维
掌握杠杆的五要素、理解并灵活运用杠杆的平衡条件
理解并灵活运用杠杆的平衡条件
一、重要知识点回顾
杠杆平衡的条件:
即F1·
省力但不省距离F1<F2L1>L2
费力但省距离F1>F2L1<L2
既不省力,也不省距离F1=F2L1=L2
二、重难点解析
(一)对杠杆的理解
杠杆是硬物,不一定是棒,只要硬,不会在力的作用下变形即可。
形状:
直的,弯的,不规则的都可以,
必备两个条件:
有作用力存在,在该作用力的作用下绕固定点转动。
广泛性:
生产和生活中的许多工具都是杠杆。
(二)杠杆的五要素
支点:
一定在杠杆上,可以在杠杆的一端,中间部分,或者其它位置。
可以是具体可见的,本来就有的,也可以是在使用的时候借助外界而产生的。
动力:
使杠杆转动的力,一般来自外界。
阻力:
动力和阻力有时是相对而言的,可以将任意的一方作为动力,另一方作为阻力。
但是它们的受力物都是杠杆,作用点都在杠杆上。
力的作用线:
沿着力的方向作的延长线,可以正向,可以反向。
作成虚线。
力臂:
①支点到力的作用线的距离,是点到线的距离,而不是点到点的距离。
②有时直接在杠杆上(当力的作用线与杠杆垂直时),多数情况下不在杠杆上。
要人为的去作,作成虚线。
③动力臂和阻力臂有时位于支点的两侧,有时位于支点的同侧。
当力的作用线过支点时,力臂为零。
④力臂是个长度,单位是长度单位。
动力臂和阻力臂的单位要统一。
⑤在作图时,要用一个大括号表示力臂。
(三)杠杆平衡的条件
由公式变形可得F1/F2==L2/L1,可以进行计算。
力和力臂的大小相反,力臂越长,力越小。
从公式可以看出:
当动力和阻力,动力臂和阻力臂成倍的改变时,杠杆仍然处于平衡状态。
而当动力和阻力,动力臂和阻力臂增加或者减少相同的数时,杠杆不一定平衡。
(四)杠杆的分类
会判断杠杆是属于哪种杠杆:
一方面是根据分类依据进行判断;
一方面是根据日常生活中,我们使用的目的是省力,还是省距离,带来使用上的方便。
1.作图练习
①钉锤撬钉子
鱼竿钓鱼
压跷跷板
2.用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉,
则加在道钉撬上的动力应是________牛.
3.将下列杠杆进行分类:
开瓶器镊子火钳斧头锄头铁铲扁担天平筷子扳手铡刀
4.一杠杆在动力为2N,动力臂为5厘米,阻力为4N的情况下处于平衡状态,求阻力臂?
如果将其力臂各增加3厘米,还能平衡吗?
如果将其动力和阻力分别减小1N,还能平衡吗?
请你通过改变力臂的方式,使它再一次平衡。
本节课主要复习了本节的主要知识点:
杠杆的定义、五要素、杠杆平衡的条件、杠杆的分类,并做出补充和强调,同时加入练习,在解决实际问题的过程中巩固知识。
尤其对作图作了重点的分析和练习,以巩固杠杆的五要素。
支点(O)动力(F1)动力臂(l1)阻力(F2)阻力臂(l2)
阻力臂即F1·
省力杠杆费力杠杆等臂杠杆
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