11.1 杠杆
第2课时 杠杆的分类和应用
【教学目标】
1.知识与技能
(1)知道杠杆平衡的条件;
(2)能根据实际需要正确选择和使用杠杆。
2.过程与方法:经历“探究杠杆平衡条件”的过程。
3.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。
【教学重难点】
探究杠杆平衡条件。
【教学方法】
实验探究法。
【教学过程】
教师活动设计 学生活动设计
一、 杠杆的原理 出示杆秤,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。 学生称不等量的水果。
置疑: 你为什么要这样称 因为要使杠杆达到平衡,如果杆秤不平衡了,就无法称出水果的多少,且要根据水果的多少来移动秤砣或更换秤钮。
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。 与水果及秤砣重量,还有它们与杠杆提手之间的距离有关。
二、实验探究 通过实验探究,得到确定的关系。 探究杠杆的平衡条件。
每2人一组实验,要求讨论如何设计这个实验。 讨论实验步骤。
步骤如下: (1) 将杠杆挂在铁架台上,观察是否在水平位置平衡 (静止) ;若不是,可调节平衡螺母,使之水平平衡。 此处可提问:为什么要使杠杆在水平位置平衡?若学生回答不出,可要求课后思考。 (2) 在杠杆支点的左边挂一定量的钩码,在支点右边也挂上钩码,直至杠杆平衡为止。 (3)重复多做几次平衡实验,得到不同数据。 (4)将数据记录下来,分析得出结论。 记录的是杠杆上的格数,如果不在水平位置平衡,那么臂长就不等于格数×格长了。
开始实验,完成探究任务。 老师在学生探究过程中进行巡视,发现问题及时提出,让学生自己去分析、解决问题。 完成实验后,任意选择五组,请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。 将五组中的实验数据任意各取一组填入表格中,讨论可得到什么结论 (杠杆平衡的条件) 。 教师可提出各种猜想,加减乘除关系都可。 可能有学生得到其他关系式,但不适合所有数据,因此它不是杠杆平衡条件。 学生分组认真探究,将结果填入自己设计好的表格中,同时对得到的结论进行分析、讨论。
对公式进行变形可以得到比例式 ,它的含义是: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。 学生:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。
【课堂练习】 1.画出下图中 F'和 F"的力臂,并比较杠杆平衡时 F' 与 F"的大小。 2.下图所示杠杆,OA 长20cm,AB 长80cm,现在 A 处挂一重200N的物体,若使 B 处的弹簧测力计示数最小,弹簧测力计的方向怎样?弹簧测力计的示数是多少? 练习,理解。
三、杠杆的分类 由杠杆的平衡关系,可以得到当力不等时,对应的力臂也不等。可将杠杆分为三类: 杠杆类型省力杠杆费力杠杆等臂杠杆力臂的大小关系L1> L2L1< L2L1= L2力的大小关系F1 < F2F1 > F2F1 = F2力的作用点移动距离的大小关系s1 > s2费距离s1 < s2省距离s1 =s2 跟随教师分析出三种类型的杠杆。
分析中提出相关问题:省力、费力是谁相对谁而言?省距离、费距离的含义是什么? 举例分析:从撬棒撬石头分析费距离的含义。 所谓省距离或费距离指的是动力作用点移动距离s1,相对于阻力作用点移动距离s2而言的。杠杆平衡条件说明,当动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力是省力杠杆。如图所示,当动力作用点移动s1距离时,阻力作用点移动s2距离,且s1 >s2,因此使用撬棒撬石头省力而费距离。 思考,回答。
要求学生举例,并进行分类。 举例,分类。
四、课堂小结 杠杆的平衡条件 F1L1 = F2L2; 杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
【实践活动】
1. 通过探究,你能理解阿基米德的名言吗 请就此写一篇短文。
2. 用杠杆知识分析、理解天平的原理和调整过程。
【板书】
杠杆平衡的条件:
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
F1L1 = F2L2