第1課時杠桿的初步認(rèn)識及平衡條件

第1節(jié)杠桿R·八年級下冊第十二章簡單機(jī)械第1課時杠桿的初步認(rèn)識及平衡條件學(xué)習(xí)目標(biāo)1．認(rèn)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）.2．理解杠桿的平衡條件，并會進(jìn)行相關(guān)計算.學(xué)習(xí)重點

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

力臂的概念及畫法，變形杠桿的分析.預(yù)習(xí)檢測1.

__________________________的硬棒叫杠桿。2.杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點叫做______，使杠桿轉(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________，支點到阻力作用線的距離叫________。3.當(dāng)杠桿處于______狀態(tài)或__________狀態(tài)時，我們就說杠桿平衡了。4.杠桿平衡條件：動力×________=阻力×_________，即F1×____=F2×____。在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動支點動力阻力動力臂阻力臂靜止勻速轉(zhuǎn)動動力臂阻力臂l1l2情景導(dǎo)入這些用具有什么特點？它們工作時，能繞一個固定點轉(zhuǎn)動。進(jìn)行新課杠桿的認(rèn)識知識點一人類很早以前就學(xué)會使用杠桿了，如圖中利用木棒搬動巨大木料的情景。當(dāng)你用筷子夾菜，用剪刀剪紙、用天平稱量時，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O轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿。杠桿的五要素支點：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點O動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F2動力臂：從支點O到動力F1作用線的距離l1阻力臂：從支點O到阻力F2作用線的距離l2杠桿是最簡單的機(jī)械之一

當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。力臂的畫法一找點、二畫線、三作垂線段動力臂l1阻力臂l2力臂是支點到力的作用線的距離OF2F1l1l2l1l2o∟∟F2F1杠桿的平衡條件知識點二在使用杠桿中，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)或繞支點勻速轉(zhuǎn)動的狀態(tài)都叫平衡狀態(tài)思考杠桿在滿足什么條件時才會平衡？實驗探究杠桿的平衡條件【提出問題】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？【猜想假設(shè)】假設(shè)一：假設(shè)二：F1·l1=F2·l2【所需器材】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，使杠桿水平平衡。2．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)，以便直接讀出力臂的長度?！緦嶒灢襟E】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F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中?！緦嶒灢襟E】改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中。【分析數(shù)據(jù)】次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m123……【實驗結(jié)論】實驗結(jié)果表明，杠桿的平衡條件是動力×動力臂＝阻力×阻力臂F1l1=F2l2或?qū)憺槔?/p>

據(jù)《杭州日報》報道2001年6月22日，在杭州動物園內(nèi)一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大象的質(zhì)量（如右圖）。測量是利用了一根長度為10m的槽鋼作為杠桿。吊鉤固定點O為支點。彈簧測力計示數(shù)F1位200N。測得動力臂l1為9m，阻力臂l2為6cm。若不計鋼槽個鐵籠的質(zhì)量，請你估算大象的質(zhì)量。g取10N/kgOF1F2l2l1解

人通過彈簧測力計對杠桿的拉力為動力F1=200N，動力臂l1=9m；不計槽鋼和鐵籠的質(zhì)量，則大象對杠桿的拉力為阻力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OF1F2l2l1l2OF1F2l1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Z形杠桿，請在圖中畫出力F對支點O的力臂l.l2.如圖所示，一根木棒AB在O點被懸掛起來，AO=OC，在A、C兩點分別掛有兩個和三個相同的鉤碼，木棒處于水平平衡.如果在木棒的A、C兩點各增加一個同樣的鉤碼，則木棒（

）A.繞O點順時針方向轉(zhuǎn)動B.繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)動C.仍保持平衡D.平衡被破壞，轉(zhuǎn)動方向不定C

解析：由題意知，杠桿重心應(yīng)在O點左側(cè)，設(shè)一個鉤碼自重為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；兩邊再各加一個鉤碼后：左邊=3G×AO+GOlO=3Gl+GOlO=3Gl+Gl=4Gl，右邊=4G×OC=4Gl，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，并畫出杠桿力臂。OF1F2l1l2BAOFOBA圖1圖24.請畫出下圖中杠桿的力臂。l1l2l1l2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O轉(zhuǎn)動，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、帶有刻度的杠桿、細(xì)線、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，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(bǔ)充完整.實驗序號①_____________動力臂l1/m阻力F2/N②_____________120.330.2240.48③___25④___60.25動力F1/N阻力臂l2/m0.20.3布置作業(yè)1.從課后習(xí)題中選取；2.完成練習(xí)冊本課時的習(xí)題。教學(xué)反思1.杠桿這節(jié)的教學(xué)重點是要求學(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，比如剪刀、夾菜的筷子、指甲剪等.這節(jié)有一個重點也是難點：找支點和作力臂，這里既牽扯到數(shù)學(xué)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(xué)生感到非常困難.突破重難點的方法，通過實例演示，引導(dǎo)學(xué)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（段）.畫力臂并比較力臂大小是下一課時杠桿分類的基礎(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驗中，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)動了學(xué)生的積極性、主動性，同時使學(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，教師既要放開主動權(quán)，又要參與引導(dǎo)，如提醒學(xué)生可以先把數(shù)據(jù)分開來考慮.把四個數(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，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具：加、減、乘、除等簡單計算方法，討論，尋找規(guī)律，形成科學(xué)的結(jié)論，這樣不僅營造寬松環(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