科学探究：杠杆的平衡条件 教案
泰安新泰泉沟镇初级中学 宁月玲
学习目标
1、观察生活、生产中的一些常用的杠杆，能从中提取出共同的特征，并能在杠杆上确认动力、阻力、支点、动力臂和阻力臂。
2、能根据一定的标准对杠杆的使用特点以及作用效果等进行分类。
3、通过参与探究活动，能对杠杆的平衡条件进行猜想与假设，设计实验方案，得出杠杆的平衡条件。
4、理解杠杆平衡条件，尝试用杠杆的有关知识去解决生活中的问题，培养探索杠杆在日常生活中的应用兴趣。
重点
1、 杠杆及杠杆的五要素
2、杠杆的平衡条件
3、杠杆的分类
难点
1、 正确画出力臂和利用杠杆条件解决简单问题
2、探究杠杆的平衡条件
教具
开瓶器，剪刀，天平，镊子，起钉锤,杠杆，铁架台，钩码等
教学过程
一、认识杠杆
活动1：分别用羊角锤起钉子、用剪刀剪纸、用起子起瓶盖、用直尺撬文具盒……。在观察的基础上，思考讨论：
1．这些工具在工作时有哪些共同特征
2.总结得出杠杆的定义：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。
教师引导分析：杠杆可能是独立的，也可能是某个组合机械的一部分，杠杆的外形多种多样，可直可弯、可粗可细。
汽水瓶起子在没有使用时，就不能称为杠杆。
让部分同学举例生活和生产中的杠杆。
3.明确杠杆的五要素，让学生明确它们的概念，结合图9－2找出杠杆的五要素。
力臂的画法是一个难点，应采取图示说明的方法，使学生明确力臂是支点到动力作用线或阻力作用线的距离。
二、探究杠杆的平衡条件
活动2：教师展示简单杠杆的平衡实验现象
回忆你玩过的跷跷板的游戏，结合观察下图思考：
你有哪些感兴趣的问题？你认为
什么是杠杆的平衡？
杠杆（跷跷板）在水平位置静止由哪些因素决定
3．猜想影响杠杆平衡因素的关系？鼓励学生大胆提出猜想与假设，以及制定验证猜想与假设的计划。
4．设计实验（应注意：实验如采用课本实验装置，杠杆自重不会对实验结果产生任何影响，但若用上面图示实验，杠杆自重将影响实验结果，故应尽可能选择质量较轻的代用器材。）
5．按照设计的实验进行实验
实验中强调要采取科学的态度和实事求是的精神，对通过实验得不出平衡条件的学生，要引导他们分析实验过程，找出错误所在或误差过大的原因。
（1）．在木尺的两边分别挂上数目不同的钩码，或用弹簧测力计测的拉力表示F1、F2，用L1、L2表示动力臂阻力臂。
（2）．改变钩码个数并调节悬挂点到O点的距离，使木尺处于水平静止状态。将各次实验数据填写入下表。
实验
次数
左边
右边
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2
3
6．组织学生充分讨论与交流探究的结果。看看杠杆平衡的条件是什么？
三．杠杆的分类
请同学们对图9－1和图9－4中的杠杆进行分类，并说出你分类的方法。
让学生对杠杆进行分类，没有固定的分类原则，没有固定的答案，学生可以从使用、特点、效果等不同的角度进行分类，无论学生怎么分类，都及时给予肯定。
通过讨论让学生明确有的杠杆可以省力，有的杠杆可以方便工作。（让学生知道“分类”是人们认识事物的一种科学方法，也是研究问题的需要）
四、开放作业 形成能力
观察家中常用的剪刀、剪纸用的剪刀、医生用的剪刀、裁缝用的剪刀、花匠剪枝用的剪刀，进行分类。
五、小结本节 形成知识网络
课件30张PPT。给我一个支点，
我就能撬起整个地球“给我一个立足点，我就能移动地球。”
这是希腊科学家阿基米德的一句名言。第一节 科学探究:
杠杆的平衡条件授课人：泰安泉沟中学
宁月玲
古代的杠杆捣谷的舂一.认识杠杆古代的杠杆汲水的桔槔现实生活中的杠杆 1.有力的作用2.绕固定点转动3.硬棒归纳结论:在力的作用下，能
绕某一固定点转动
的硬棒，物理学中
叫做杠杆.杠杆有什么共同的特征呢？3. 认识杠杆的几个概念F1支点：杠杆绕着转动的固定点，用O表示。动力：使杠杆转动的力，用F1表示。动力臂：从支点到动力作用线的距离，用L1表示。阻力：阻碍杠杆转动的力，用F2表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用L2表示。
动力臂L1（1）确定支点 （2）画力的作用线（3）从支点向力的作用线
引垂线——即力臂画力臂的方法：（4）标出直角符号和力臂LL2L1随堂练习标画出杠杆
的五要素F1L1◎oF2L2古有曹冲称象，现在用小小的弹簧秤依据杠杆的平衡条件就可轻松称出大象的重量二.实验探究：杠杆的平衡条件用橡皮、小刀、直尺、硬币等物怎样组成杠杆，并使其平衡？什么是杠杆的平衡？小实验：归纳结论： 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。你们的猜想是什么？你们准备如何制定计划与设计实验？对于杠杆平衡，可能与哪些因素有关??制定计划与设计实验
实验中需要测哪几个物理量展示：你们小组设计的实验方案是怎样的？F1 、L1、F2 、L2怎样测？选用什么器材？
设计怎样的实验方案。 A、B两图中的杠杆处于静止状态，实验时采用哪幅图？为什么？讨论： 实验时，使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出力臂的大小。实验步骤：1.调节杠杆在水平位置平衡。2.在杠杆的左右两侧挂上适量的钩码，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据。进行实验与收集证据实验表格请同学们开始实验提问: 你的实验结论与你的假设
一致吗?你的结论是什么?杠杆的平衡条件是：交流与合作动力×动力臂=阻力×阻力臂
公式表示为：F1·L1=F2·L2这就是阿基米德发现的杠杆原理。三.杠杆的分类
观察下列实物中：
天平、钢丝钳、镊子、羊角锤、筷子、起子，各属哪类杠杆：
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆天平钢丝钳镊子筷子羊角锤起子人体内的杠杆 点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(如图)，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长，就形成低头仰头动作，从图中可以看出来低头比仰头要省力。小资料人体内的杠杆 当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要化费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省距离。小资料人体内的杠杆 当你把脚尖翘起来的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这实际上是一个省力杠杆(如图)，这时肌肉的拉力比体重要小。小资料人体内的杠杆 如果你弯一下腰，肌肉就要付出大约1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆是一个费力杠杆（如图)。 我们长期弯腰工作时，往往感到腰部酸疼，就是肌肉被拉伤的缘故。四、开放作业 形成能力进行分类 小结本节 形成知识网络五、反思与回顾谢 谢！古代的杠杆捣谷的舂古代的杠杆汲水的桔槔
