九年级物理上册教案：第十一章11.1杠杆

第十一章 简单机械和功
一、杠 杆
一、教学目标
1、知道什么是杠杆，能从常见的工具中辨认出杠杆。
2、知道有关杠杆的一些名词术语，理解力臂的概念，会画杠杆的力臂。
3、探究杠杆的平衡条件。
二、教具
杠杆、支架、钩码、尺、线、夹子、老虎钳、羊角锤、起子、木板、木块、图钉、开瓶扳手等
三、教学重难点
力臂的概念与画法，探究杠杆的平衡条件
导入
古希腊学者阿基米德曾经说过“给我一个立足点和一根足够长的棍，我就能搬动地球”你知道这句话中的道理吗？在这句话中“一个立足点，一根长棍”指的是什么呢？对，这就是我们这一节课要学习的杠杆。
新授
师：那么什么是杠杆呢？
（一）什么是杠杆
活动11．1拔图钉
师：木板上钉了一只图钉，你能用手把它拔出来吗？请选用木块、老虎钳、羊角锤及起子把它拔出来。
请比较一下更方便和省力的方法。（学生实验）
师：在日常生活中我们经常会遇到类似的情况，利用某些工具来完成某项任务。请同学门仔细观察，以下这些工具在工作时有什么共同特点？（演示实验）
1 在开酒瓶时，要用开瓶扳手
2 用弯曲撬棒将地上的石头撬起
3 用铡刀切纸
4用筷子夹瓶内的物体
师：以上这些工具在工作时有什么共同特点？
生：观察思考，回答。都由较硬的材料制成，都能绕固定点转动，都受到力的作用。
师：这些硬棒都是直的吗？
生：直的，弯的都有。
师：像这样一根硬棒，如果在力的作用下能绕固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。杠杆是简单机械的一种。
[板书]：一 杠杆：一根能在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。
（二）杠杆的五个要素
师：其实在三千多年前，古埃及人造金字塔搬运大石头就开始利用杠杆了，那么他们利用杠杆的目的是什么呢？
（学生答：省力）对，我们利用杠杆时有时为了省力，那么杠杆为什么能够省力呢？要想知道原因，需要了解几个有关杠杆的名词。我们以刚才的拔图钉为例来学习这几个名词，为了学习的方便，我们可以把这个图画出来。（教师示范讲授）
[板书]：二 杠杆的五要素
1、支点：杠杆绕着转动的点（O）
2、动力：使杠杆转动的力。（F1）
注意：动力指的是作用在杠杆上的力，受力物体是杠杆，动力作用点在杠杆上。
3、阻力：阻止杠杆转动的力。（F2）
同样，阻力也是作用在杠杆上的力，受力物体同样是杠杆，阻力作用点也在杠杆上。
4、动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。（l1）
在我们这个例子中，如何才能画出支点到动力作用线的距离？（教师演示）
我们把从支点到动力作用线的垂直距离，叫动力臂。
注意：是支点到线的垂直距离，而不是点到点的距离
5、阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。（l2）
那么如何画出从支点到阻力作用线的距离呢？阻力作用线的距离不够长怎么办？（教师演示）
注意：是支点到线的垂直距离，而不是点到点的距离
师：请同学门总结力臂的画法
板书：生：1 找支点的位置
2画力的作用线
3 从支点到力的作用线作垂线
师：很好！我们把这五个要素叫做杠杆的五要素。以前我们也学了力的三要素 ，请同学们比较一下有何相同点和不同点？
生：都有作用点力的大小和方向，杠杆多了力臂
师：很好。现在我们来练习画几个（出示投影）
生：练习作图
（三）活动11。2探究杠杆的平衡条件
师：现在我们再来看看阿基米德的豪言壮语。阿基米德虽然没有能够移动地球，但他的话却生动的告诉我们，利用杠杆能产生巨大的力。
人们很早就会使用杠杆了，大约三千多年前，中国就有用来捣谷的舂，用来从井里汲水的,还有能够精确称量的天平和杆秤。
生：阅读课本P26--27
师：为什么在杠杆的一端施加一个较小的力，在另一端就能产生较大的力呢？我们通常是在杠杆平衡的情况下使用杠杆的。那么什么是杠杆的平衡呢？以前学过力的平衡状态和二力的平衡条件，请同学门回忆。
生：平衡状态：静止或匀速直线运动状态 。师：很好！而杠杆的平衡状态指的也是杠杆处于静止状态，不同的是另一种平衡状态是匀速转动
板书：杠杆平衡状态：静止状态，匀速转动状态
而今天我们只研究杠杆处于静止状态的平衡。那么杠杆的平衡条件是什么呢？今天我们通过实验共同来探究杠杆的平衡条件。
师：请同学们先阅读课本活动11。2 探究杠杆 的平衡条件
生：阅读
师：请同学们先思考一下杠杆平衡是否一定要在水平位置呢？演示杠杆在水平位置平衡和不在水平位置也能平衡两种情况。请同学们注意力臂大小。
生：观察，回答。不水平情况下也能平衡。水平状态力臂大小为-------，不水平时力臂大小不好读
师：很好请同学门再思考，实验中要把杠杆在水平位置上调平还是不调平做实验，这样做有什么好处
生：便于读出力臂。
师：那么在做实验的过程中能否再去调节杠杆的平衡呢？
生：不能。
师：在研究书本三种平衡情况时，有哪些注意点？以第一种情况为例
生：数据要测至少三组，注意控制变量：钩码和弹簧测力计的位置保持不变，改变钩码的数量，记录弹簧测力计的示数。
师：很好。本次实验每种情况只要求测一组数据。设右边弹簧测力计对杠杆的拉力F1是动力，左边钩码对杠杆的力F2是阻力。按照课本要求研究杠杆的平衡情况，并将结果记录下来。（学生实验，教师巡回指导）
找一组的实验数据投影，并分析数据。
师：在这三次实验中，同学们能否找出一个规律来？（请学生回答）
动力×动力臂=阻力×阻力臂
师：对，这就是我们这一节课要研究的杠杆平衡条件，也被称为杠杆原理。
板书： 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
如果用字母表示的话这个公式可以写成：F1l1=F2l2
这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
这个关系式也可以写成下面的形式：F1/F2=l2/l1也就是说，当阻力和阻力臂一定的时候，我们使用杠杆所用的动力是与动力臂成反比的，动力臂越大，所用的力就越小，这也就可以解释为什么我们可以用较小的力产生较大的力了。
师：请同学们再思考，阿基米德曾经说过“给我一个立足点和一根足够长的棍，我就能搬动地球”你认为这句话中有没有道理？如何理解？
小结
师：在这一节课中我们主要学习了那些知识，请同学们来总结一下
生：总结
七、布置作业
1、画出以下各实物中的力臂
2、课本P8WWW第3题
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