1.杠 杆
教学目标
三维目标要求
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。
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
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
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。
二、教学难点
会画力臂。
教学过程
情景导入
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。
多媒体展示:铡纸刀、瓶起子、剪枝剪、抽水机等工具进行劳动;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
一、杠杆
找出图中杠杆的共同特征——都绕一固定点转动。
分析使用时有一固定点。要求学生分析其余杠杆的固定点。
1、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。
“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。但必须是坚硬的。 、
老教授撬石头进行分析,画出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
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 ( L1 ) :支点到动力作用线的距离。
(5)阻力臂 ( L2 ) :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。
支点是杠杆绕着转动的固定点,在分析支点时,我们可以假想杠杆发生转动,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L1,从支点O向阻力F2的作用线所画的垂线就是阻力臂L2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和OB作为动力臂和阻力臂。
让学生在黑板上画出杠杆的示意图,画出它们的支点、动力、动力臂和阻力、阻力臂。
二、 杠杆的平衡条件
分析桌上的实验器材-杠杆处于什么状态?回忆满足平衡状态的条件是什么?
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。
(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。
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。
(1)猜想:
(2)设计实验:
(3)进行实验:
①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平位置平衡(便于测量力臂)。
②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。
③改变力和力臂的数值,再做两次实验。
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 L1/m 阻力 F2/N 阻力臂 L2/m
1
2
3
(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:F1L1=F2L2
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。
杠杆应用:小兔子分萝卜
板书设计
杠 杆
1、定义:在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬杆
2、五要素:
3、探究杠杆的平衡条件
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有了许多巧妙地应用,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。