第十章 机械与人
第一节 科学探究：杠杆的平衡条件
教学目标
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。激发学生对祖国的热爱。
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、正确利用杠杆的平衡条件进行简单计算
教具
开瓶器，扳手，剪刀，天平，镊子，起钉锤等 杠杆，铁架台，钩码（一盒）
教学方法
提前预习法，读书指导法，讨论法，实验探究法，举例法
教学过程
一、交代第九章机械与人
明确第九章我们将要学习的主要内容
交代第一节科学探究：杠杆的平衡条件
二、进行新课
1.请同学们观察图10－1中所示的各种杠杆，通过讨论说出他们有什么共同的特征。教师展示部分杠杆。
经过讨论，让生说出他们的共同特征。
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。
作为杠杆的条件：一根硬棒、有力的作用、必须能绕某固定点转动。例如：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。
2.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。
3.学生自己阅读课本实验探究。
教师展示一简单杠杆的平衡实验现象
由此引出问题：杠杆的平衡条件是什么？及动力、阻力、动力臂、阻力臂之间存在什么样的关系。
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。（教师应注意：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。）
实验中教师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。应组织学生充分讨论与交流探究的结果。
最后教师演示实验过程，和同学们共同分析，得出杠杆平衡条件的结论。及：F1×l1＝F2×l2
杠杆的分类
4.请同学们对图10－1和图10－4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）
三、开放作业 形成能力
家中常用的剪刀、理发用的剪刀、医生用的剪刀、裁缝用的剪刀、花匠剪枝用的剪刀、建筑工地上剪钢筋的剪刀，进行分类。
课后练习题
探究开放性作业部分
教师据反馈讲解。
四、小结本节 形成知识网络
师生据板书内容小结
注意所学主要内容，重难点
授课内容
杠杆的平衡条件
复案补改与教学反思
教材分析与教学准备：
1、学生自带的工具。
2、分组实验器材：铁架台、杠杆、钩码等
知识与技能：
1、知道什么是杠杆；理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂；
2、知道杠杆平衡的条件；
3、能根据实际需要正确选择和使用杠杆
策略、过程、方法：
经历“探究杠杆平衡条件”的过程；能根据自己制定的分类原则给杠杆分类；学会分类的方法
情感、态度、价值观：
培养学生探究物理规律的兴趣、严谨的科学态度和科学精神
教学设计：
一、 创设情境，导入新课 ??? 问学生如何打开汽水瓶盖，激起学生的兴趣，引出“生活中杠杆”的话题。 ??? 让学生展示自带的器具，并说明它们的用途和好处。 ??? 介绍：我国古代就有了使用杠杆的先例。指出，虽然当时的生产力水平低下，但勤劳的人民用自己的聪明才智制造的各种简单工具，改善了生产条件，方便了生活。 ??? 挂科显示：古代天平、桔槔、舂在生活和生产中的使用情况。 ??? 教师总结并指出：生活和生产中的这些机械和工具实质上就是利用了“杠杆”的知识。
二、实验探究，认识杠杆
〔学生活动1〕：实验探究杠杆的共同特征
让学生观察课本上的图片：生活中的杠杆。让学生说说它们的用途和好处，并初步归纳它们的特征。
质疑：古猿要把大石块移动，用硬棒捅石块捅不动(图7)，谁能想法帮帮它。
教学设计
复案补改与教学反思
帮助学生进一步认识杠杆：古猿用的硬棒是杠杆吗?
一根硬棒不是杠杆，为什么人在使用时就是杠杆了？强调硬棒不是杠杆，硬棒与支点结合才是杠杆。
板书：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫杠杆。
〔学生活动2〕：找到课本上展示的图片生活中的杠杆的固定点。
〔学生活动3〕：认识杠杆的几个概念
杠杆中的概念包括：支点(O)、动力(F1)、动力臂(l1)、阻力(F2)、阻力臂(l2)，并指导学生画力臂。
三、探究杠杆的平衡条件
〔学生活动4〕：让学生用橡皮、小刀、直尺、三角木、苹果等物示意给学生看，引出杠杆平衡概念。
〔学生活动5〕：让学生用教师准备的器材探究杠杆平衡的条件：
教学设计
复案补改与教学反思
将整个活动划分为如下四个环节：
(1) 制定计划：学生利用所给的实验器材，自行设计实验方案。???(学生分组汇报思路。) ??? (2) 进行实验并收集数据：分组实验，分工、设计表格并进行记录。 ??? (教师巡回检查指导，出现问题及时指出。) ??? (3) 对所得到的数据进行处理：对数据中的力臂单位、质量单位、力的单位等进行换算。 ??? (4) 分析、判断并讨论交流：通过讨论，进一步验证自己的猜想，同时学生汇报实验结果。 得出结论：
杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
补允计算题：小孩和大人玩跷跷板，小孩重300N，坐在离支点2m处，大人重500N，大人应离支点多远才能使他们能现起来？
四、杠杆的分类：
告诉学生分类首先要制定分类原则，然后按原则分类。如：同学们可以把身边用品按用途分为学习用品、生活用品等。也可以按它们的制作材料分为塑料制品、棉制品、木制品等) ??? 无论学生怎样分类，只要符合分类原则，都应充分肯定。
类型
特征
优缺点
应用
省力杠杆
L1>L2
省力费距离
费力杠杆
L1费力省距离
等臂杠杆
L1=L2
不省力也不省距离
课件51张PPT。今天我们用塔吊建成现代化城市！复杂机械都是由简单机械组成的这些能给我们提供方便的工具都称为机械． 最简单的机械——杠杆 10.1科学探究：
杠杆的平衡条件它们都是杠杆，有什么共同特点？①都是硬棒．（软的不行，直的弯的都可以）②工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的．③还要受到两个力的作用．杠杆：在力的作用下能够绕固定点转动
的硬棒 。 可是直的也可是弯的o动力臂(L1)：从支点到动力作用线的距离阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的距离L 2L1支 点(O)：杠杆绕着转动的点动 力(F1)：使杠杆转动的力阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力(力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线)杠杆的五要素：2、杠杆的五要素：支 点(o)：杠杆绕着转动的固定点动 力(F1)：促使杠杆转动的力阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力动力臂（L1）：从支点到动力作用线的
垂直距离阻力臂（L2）：从支点到阻力作用线的
垂直距离杠杆的这些概念很重要！动力动力臂动力
作用线阻力臂思考：什么是力臂呢？力臂怎样来画？支点阻力阻力
作用线力臂的画法力臂：指支点到力的作用线的垂直距离。画出图中杠杆各力的力臂想一想
议一议:现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢？应用举例 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。当你抬脚跟的时候，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。这实际上是一个杠杆(如图)，这时肌肉的拉力比体重要小。试一试：人体杠杆二、杠杆的平衡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。归纳结论：提问：什么是杠杆的平衡？杠杆平衡的条件是什么呢？探究影响杠杆水平平衡的因素
1．将带有刻度的木尺调节在水平位置平衡。
2．在木尺的两边分别挂上数目不同的钩码，调节钩
码到O点距离，使杠杆水平静止。
3. 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。进行实验与收集证据分析与论证
二、杠杆的平衡条件：
动力?动力臂=阻力?阻力臂F1×L1＝F2×L2或思考与讨论1、 杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起 什么作用?★ 作用是调节杠杆自身的平衡3、为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?※便于测量动力臂和阻力臂2、 杠杆调平的方法是什么？★ “左高左调、右高右调”杠杆平衡条件的应用例题：当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的压力为3000N，动力臂和阻力臂分别为180cm和6cm，请问动力为多少？已知：F2 = 3000N L1 = 180cm L2= 6cm
求：F1=？
解：根据杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2，得
F1 =（F2 × L2）/L1
=（3000N×6cm）/ 180cm = 100N
答：动力为100N。1．下列关于杠杆的一些说法中，不正确的是( )
A．杠杆必须是一根硬棒
B．力臂一定在杠杆上
C．动力臂就是支点到动力作用线的距离
D．当力的作用线通过支点时，力臂为0B 练 习2、如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（ ）
A、左右钩码各向支点移一格
B、左右各减少一个钩码
C、左右各减少一半钩码
D、左右各增加两个钩码 C3、两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则( )
A.这两个力的大小必须相等
B.这两个力的力臂长必须相等
C.力臂较长的那个力比较大
D.力臂较长的那个力比较小D4、画出图中作用在A 点最小的力的方向 。FAB例题：画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F1F2L1L2O第二课时F1F2动力臂L1阻力臂L2由 F1L1=F2L2
∵L1>L2
∴F1< F2
这是省力杠杆可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离省力杠杆的特点省力杠杆F2F1动力臂L1阻力臂L2由 F1L1=F2L2
∵L1 < L2
∴F1 > F2
这是费力杠杆费力杠杆的特点可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离费力杠杆F2F1动力臂L1阻力臂L2由 F1L1=F2L2
∵L1 = L2
∴F1 = F2
这是省力杠杆等臂杠杆不省力，也不省距离小结省力杠杆的特点
A 动力臂大于阻力臂
B 省力但是费距离
费力杠杆的特点
A 动力臂小于阻力臂
B 费力但是省距离
等臂杠杆的特点
A 动力臂等于阻力臂
B 不省力也不省距离在下列工具中省力的是哪一组（ ）
A. 铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉子；
B. 镊子、钓鱼杆、剪子；
C. 铡刀、天平、钓鱼杆；
D. 镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼杆。练习一A练习二下列说法中哪些是正确的（ ）
A. 使用杠杆一定会省力；
B. 省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂；
C. 动力臂是支点到动力作用点的距离；
D. 等臂杠杆不省力也不省距离。D图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（ ）
A. F=G；
B. F〈 G；
C. F 〉G；
D. 无法比较。练习三提示图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（ ）
A. F= G；
B. F＜ G；
C. F ＞G；
D. 无法比较。练习三先画出力臂，再进行判断C它们是什么杠杆？使用时哪把最省力？
哪把最费力？
1.如图所示，轻质杠杆支点为O，在杠杆两端分别挂上一些质量相等的钩码，恰好保持水平平衡，如果两边各拿走一个钩码，杠杆将 ( )
A、仍保持平衡
B、不平衡，向逆时针方向转动
C、不平衡，向顺时针方向转动
D、保持平衡，但做匀速转动2.室内垃圾桶平时桶盖关闭，使用时用脚踩踏板，桶盖开启，图为室内垃圾桶的结构示意图，使用时有两个杠杆ABC和DEF在起作用 ( )
A. ABC和DEF都是省力杠杆
B. ABC和DEF都是费力杠杆
C. ABC是省力杠杆DEF是
费力杠杆
D. ABC是费力杠杆DEF是
省力杠杆
它们是什么杠杆？它们是什么杠杆？它们是什么杠杆？ 哪种剪纸方法省力？
哪种剪纸方法省距离？
什么时候采用哪种剪纸方法？车把脚踏板摇杆刹车支架车轮找一找: 自行车的哪些部件可以看成杠杆?课件42张PPT。第十章 机械与人 第一节
科学探究：杠杆的平衡条件第1课时做一做：①镊子夹东西②剪刀剪纸③用直尺撬文具盒
看一看：图片中的工具，思考并讨论它们工作时的共同特征活动1 观察体验认识杠杆做一做：①镊子夹东西②剪刀剪纸③用直尺撬文具盒
看一看：图片中的工具，思考并讨论它们工作时的共同特征活动1 观察体验认识杠杆F2 阻力O 支点F1 动力杠杆：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。阻力支点动力︱使杠杆转动的力︱阻碍杠杆转动的力
杠杆：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。硬棒共同特征力固定点认识杠杆生活中杠杆随处可见跷跷板在水平位置平衡由哪些因素决定？杠杆的平衡跷跷板中的物理 1.杠杆受到的作用力
2. 距离跷跷板中的物理活动2 探究杠杆的平衡?1. 提出问题影响跷跷板在水平位置静止的因素有哪些？影响因素杠杆的平衡杠杆的平衡活动2 探究杠杆的平衡?2. 制定计划与设计实验?3. 进行实验与收集证据思考：
（1）影响杠杆水平平衡的因素有哪些？
（2）观察实验数据，分析杠杆平衡时，
这些因素之间有什么关系？F1 × L1 ＝ F2 ×L2 动力 × 左边距离 ＝ 阻力 ×右边距离?4. 分析与论证 杠杆水平平衡的条件是： 杠杆的平衡动力×动力臂=阻力×阻力臂乘积相等结论杠杆的平衡条件活动2 探究杠杆的平衡这是阿基米德发现的杠杆原理。杠杆的五要素:F2阻力L1动力臂L2阻力臂动力作用线阻力作用线O 支点支点到动力作用线的距离支点到阻力作用线的距离F1动力支点
动力
动力臂
阻力
阻力臂F1F2找一找杠杆的五要素L1L2画力臂的方法一找点（找准支点）
二画线（画出力的作用线）
三作垂线段（从支点到力的作用线作垂线段）
四把符号标旁边（标垂足——直角符号，
标力臂——支点到垂足的距离，用
ι1表示动力臂，ι2表示阻力臂。）一、杠杆
1.定义： 。
2.杠杆的五要素：
（1）支点： ， 用字母 表示。
（2）动力： ， 用字母 表示。
（3）阻力： ， 用字母 表示。
（4）动力臂 ， 用字母 表示。
（5）阻力臂： ， 用字母 表示。
二、杠杆的平衡条件
1. 文字描述： 。
2. 公式形式： 。收获平台 练兵场 1. 图中关于F力臂的作图，正确的是 （ ）2. 如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量
相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（ ）
A、左右钩码各向支点移一格
B、左右各减少一个钩码
C、左右各减少一半钩码
D、左右各增加两个钩码 练兵场 3. 快乐比赛
“小小称砣能压千斤”的道理，
比比谁说的快、谁说的好！ 练兵场 STS 你知道这种保温瓶在倒水时盖子不会掉下来的原因吗？杠杆的分类与应用第2课时F1F2L1L2力臂的作法一找点（找准支点）
二画线（画出力的作用线）
三作垂线段（从支点到力的作用线作垂线）
四把符号写旁边（力臂符号）温故知新请以压水井手柄为例
找出杠杆的五要素练一练1：画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F1F2L1L2O练一练2：画出它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F1F2L1L2OO F2F1L1L2温故知新动力×动力臂=阻力×阻力臂杠杆的平衡条件（杠杆原理）
杠杆要平衡，力乘力臂等。
大力力臂小，小力力臂大。三类杠杆：若l1＞l2，则F1 F2若l1= l2，则F1 F2若l1＜l2，则F1 F2＞＝＜小结：判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小杠杆的分类活动1：请结合杠杆平衡条件，分析l1＞l2， l1＜l2， l1＝l2时，动力F1
和阻力F2的大小关系，并据此对杠杆进行分类。省力杠杆 ∵ F1 · L1 = F2 · L2 ， 又 L1 > L2
∴ F1 < F2省力杠杆（动力臂 > 阻力臂）F2F1L1L2Oh2h1∴省力杠杆的特点是：Oh1 ＞ h2省力费距离省力杠杆的应用：费力杠杆（动力臂< 阻力臂）F2F1L1L2O∴费力杠杆的特点是:h2h1O费力省距离h1 ＜ h2我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？省距离等臂杠杆（动力臂 =阻力臂）F2F1L1L2O L2 ＝ L1
Ｆ2 ＝ F1∴等臂杠杆的特点是:不省力，不费力
不省距离，不费距离等臂杠杆有用吗？ L1＝ L2
Ｆ1 ＝ F2G物=G砝m物=m砝活动2：请对下列器具中的杠杆进行分类，说出你的依据。等臂杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆费力杠杆杠杆的分类省力杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆费力杠杆杠杆的分类活动2：请对下列器具中的杠杆进行分类，说出你的依据。思考：剪刀都是省力杠杆吗？什么情况下，人们会选用费力杠杆？使用费力杠杆有什么好处？省力杠杆有缺点吗？当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。
使用费力杠杆会省距离，很方便。
省力杠杆的缺点是费距离。省力杠杆费力杠杆生活.物理.社会L1>L2
F1(动力<阻力)L1F1>F2
(动力>阻力)L1=L2
F1=F2
(动力=阻力)再看三类杠杆人体中的杠杆生活.物理.社会生活.物理.社会人体中的杠杆课堂练习1、两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡，则（ ）
A.这两个力的大小必须相等
B.这两个力的力臂长必须相等
C.力臂较长的那个力比较大
D.力臂较长的那个力比较小D课堂练习2、要使杠杆AOB平衡，在图中画出作用在A点的最小的力F的方向：G∟ABF支点O一找点（找离支点O最远的点A）
二画线（画出OA连线）
三作垂线段（从A点按合理方向作OA垂线）
四把符号写旁边（力F符号）
