教科版物理《杠杆》教案.pdf

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1、1.1.杠杠杆杆教学目标教学目标三维目标要求三维目标要求一、知识与技能一、知识与技能1.知道什么是杠杆。2.理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂。3.知道杠杆平衡的条件。4.能根据实际需要正确选择和使用杠杆。二、过程与方法二、过程与方法1.通过举例认识杠杆，会分析杠杆的几个概念。2.经历“探究杠杆平衡条件”的过程。三、情感态度与价值观三、情感态度与价值观体验科学探究的乐趣，了解杠杆在生活中的应用。教学重点和难点教学重点和难点一、教学重点一、教学重点1.认识杠杆，知道杠杆的五要素。2.探究杠杆的平衡条件，知道杠杆的一些应用。二、教学难点二、教学难点会画力臂。教学过程教学过程情景导入情景导入通过浮

2、力的学习，同学们已经知道了阿基米德是古希腊伟大的科学家，他在物理学方面的主要贡献有两项：浮力问题与杠杆平衡问题。阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”置疑：阿基米德说这句话的根据是什么?你认为这可能吗？阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆，也就是这节课要研究的问题。第 1 页 共 11 页多媒体展示：古埃及人建造金字塔时利用简单机械搬动巨大石块；我国古代利用桔槔在井上汲水；在现代建筑工地上，人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动；让学生找出它们的共同特点。通过这些实例，有效地引起学生的注意，从而导入新课。教学活动教学活动一、杠杆一、杠杆要求学生阅读教材 P72，观察“生活

3、中常见的杠杆”，如图 11-1-3 所示。要求学生举出其他生活中的杠杆。学生分析、讨论，举例。第 2 页 共 11 页找出图中杠杆的共同特征都绕一固定点转动。教师出示羊角锤，分析使用时有一固定点。要求学生分析其余杠杆的固定点。得到杠杆概念：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬杆，叫杠杆在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬杆，叫杠杆。“硬杆”指在力作用下不易发生形变的受力的杆状物体，可以是直的也可是弯的，形状也可以是各种各样的，可是方的、圆的等。要求学生再举其他例子。例如：用来拧螺母的扳手可以使我们轻易地将螺母拧紧或拧松；订书机可以很方便地把纸装订在一起。二、二、杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件出示

4、杆秤，对杆秤进行分析，画出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。使用杆秤称水果，要求称不等量的水果，请一位学生上来演示。置疑：你为什么要这样称？对，我们要使杠杆达到平衡。杠杆的平衡与哪些因素有关，有什么样的关系？与动力、阻力、动力臂、阻力臂有关。1.杠杆平衡。当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫作杠杆平衡。阅读教材 P73，观察：杠杆平衡。如图 11-1-6。第 3 页 共 11 页（1）如图（a）是一个平衡的杠杆，移动一边钩码的悬挂点，会产生什么现象？（2）如图（b）所示，用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，这时会产生什么现象？结论：杠

5、杆的平衡不仅与动力和阻力的大小有关，还与力的作用点及力的作用方向有关。2.杠杆五要素。认识杠杆的几个概念：（1）支点(O)：杠杆绕着转动的固定点。（2）动力(F1)：使杠杆转动的力。（3）阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力。（4）动力臂(1)：支点到动力作用线的距离。（5）阻力臂(2)：支点到阻力作用线的距离。力臂是支点到力的作用线的距离，作力臂的步骤：（1）找准支点；（2）沿力的方向作出力的作用线；（3）从支点向力的作用线画垂线；（4）标出力臂。教师列举杠杆撬石块的例子分析五个概念。画出杠杆撬石块中的各种物理量。如图所示。第 4 页 共 11 页支点是杠杆绕着转动的固定点，在分析支点时，我们可以

6、假想杠杆发生转动，杠杆围绕哪一点转动，哪一点就是支点。如图所示，我们假设杠杆在动力作用下做逆时针转动，其中 O 点是不动的，所以 O 点就是支点。力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起，沿力的方向所画的直线，如图所示，动力的作用线是从 A 点起沿 F1 方向的直线。从支点 O 向动力 F1 的作用线所画的垂线就是动力臂1，从支点 O 向阻力F2 的作用线所画的垂线就是阻力臂2 了。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线，只要把平面几何中作“点到直线的距离”的方法迁移过来，就不难解决力臂作法这一难点。必须明确：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离，如图所示，不能把 OA

7、和 OB 作为动力臂和阻力臂。例题：在黑板上画出各杠杆的示意图，画出它们的支点、动力和阻力。如：铡刀、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。由 4 名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂，巡回指导，最后进行讲评。可选择分析一些实际杠杆，如：抽水机、汽车刹车踏板、胳膊、缝纫机踏板等。3.实验探究：杠杆的平衡条件。我们把刚才杠杆所处的状态叫杠杆的平衡，所谓杠杆的平衡就是杠杆处于静止状态，那么杠杆的平衡跟哪些因素有关呢？阅读教材 P74，实验探究：杠杆的平衡条件。如图 11-1-8。第 5 页 共 11 页（1）猜想：（2）设计实验：（3）进行实验：把杠杆用细线挂在铁架台上，调节两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水

8、平位置平衡(便于测量力臂)。给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡。这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量。把支点右边的钩码重量当作动力 F1，支点左边的钩码重量当作阻力 F2；量出杠杆平衡时的动力臂 L1和阻力臂 L2；把相应的数值填入表中。改变力和力臂的数值，再做两次实验。实验次数123动力F1/N动力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m（4）分析论证，得出结论：根据表中的数据进行分析，例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算，找出它们之间的关系。杠杆的平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂或写成：F1L1F2L2它的含义：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。

9、三、杠杆的分类三、杠杆的分类根据支点相对于动力和阻力作用线的位置关系，杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。请同学们分析、讨论它们的特点。第 6 页 共 11 页1.省力杠杆。多媒体展示：撬棒撬石头示意图。请同学们根据杠杆示意图发现它有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下？归纳总结：省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，省力但费距离。请同学们回答在日常生活中有哪些省力杠杆？出示省力杠杆：铡刀(图)、瓶盖起子(图)、独轮车(图)等。2.费力杠杆。多媒体展示：铁锹挖土。第 7 页 共 11 页请同学们根据杠杆示意图发现它们有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下？归纳总结：费力杠杆：动力臂小

10、于阻力臂，动力大于阻力，费力但省距离。请同学们回答在日常生活中有哪些费力杠杆？出示费力杠杆：筷子、镊子等。简介筷子：筷子，被外国人誉为“东方的文明”。是中华民族的国粹。它的使用，标志着中华民族文明的进步。美国哈佛大学一位人类学家认为，中国最古老的筷子的出现，大约是在公元前 1200 多年以前，比西方人使用刀叉要早几百年。3.等臂杠杆。多媒体展示：跷跷板。特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。第 8 页 共 11 页等臂杠杆最重要的应用是天平，还有跷跷板等。天平、跷跷板是支点在中间的等臂杠杆。多媒体展示：人体内许多地方的骨骼、关节构成的杠杆。教师结合一些具体的动作(例如举、拿、抬、踢等)来讲解这

11、些杠杆是如何工作的。由杠杆的平衡关系，杠杆的类别可概括为：杠杆类型力臂的大小关系力的大小关系力的作用点移动距离的大小关系省力杠杆LLF1s费距离费力杠杆LFs12，因此使用撬棒撬石头省力而费距离。要求学生举例，并进行分类。阅读教材 P76，讨论交流：研究杆秤。如图 11-1-10。杆秤曾是我国应用最广泛的称重工具，这是一种典型的杠杆。试分析它的工作原理，并比较它和天平的优缺点。学生分析、讨论。教师纠正、总结。教师介绍我国 2000 多年前墨经中对杠杆原理的利用捣谷的舂和井上汲水的桔槔（如图 11-1-11）。让学生产生国家认同感，为我国这样悠久的文化历史感到自豪，为我国古代劳动人民的智慧结晶感到骄傲。第 10 页 共 11 页板书设计板书设计1.1.杠杠杆杆教学反思教学反思通过本节课的学习，使学生领悟到杠杆的理论知识来源于实践，反过来又指导实践；并且让他们知道杠杆在我国古代就有了许多巧妙地应用，大约在三千多年前就有用来捣谷的舂，用来井上汲水的桔槔，还有能够做精确称量的天平和杆秤。在古书墨经就有相关记载，这样的记载在世界物理学史上都是非常有价值的，同学们应该为我国这样悠久的文化历史感到自豪。第 11 页 共 11 页