12.1 杠杆(第一课时)
(一)学习目标
1、知识与技能
(1)认识杠杆，能从常见的工具和简单机械中识别杠杆。
(2)知道杠杆的平衡。
2、过程和方法
(1)通过观察和实验，了解杠杆的结构；
(2)通过探究，了解杠杆的平衡条件。
3、情感、态度与价值观
通过了解杠杆，进一步认识物理是来自于生活的，认识到物理是有用的。
(二)教学重难点
重点：理解杠杆的平衡条件
难点：从常见的工具和简单机械中识别杠杆，理解力臂的概念。
(三)教学准备
杠杆支架、钩码、刻度尺、线
(四)教学过程
一、引入新课
请学生阅读教材引言部分，使学生了解简单机械在生产、生活中有广泛的应用，认识到学好这部分知识具有实际的意义，自然引入杠杆一节的学习内容。
二、什么是杠杆？
出示一些实物，象瓶起子，剪刀等并演示如何使用。
请学生归纳其相同点。
1、定义：一根硬棒，在力的作用下，如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
请学生介绍生活中还有哪些物体可以看作杠杆？
要点：(1)硬棒
(2)绕着固定点转动
三、几个名词
动力：使杠杆转动的力F1
阻力：阻碍杠杆转动的力F2
支点：绕着转动的那个点O
动力臂：从支点到动力作用线的距离l1
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2
PS：力的作用线指的是经过力的作用点沿力的方向所在的直线。
力臂不是支点到力的作用点的距离!
学生练习：作图P68动手动脑学物理第3小题。
四、探究杠杆的平衡条件
什么叫杠杆的平衡
杠杆静止或匀速转动状态称为杠杆的平衡。
小实验：请一个大同学和一个小同学做推门比赛。(大同学推靠近门轴方向，小同学推远离门轴方向)
通过亲自动手，感受平衡时应与力的大小和作用点等因素有关。为下面探究中的猜想做铺垫。
探究过程
提出问题：杠杆的平衡条件是什么？
猜想与假设：从刚才的实验出发，引导学生猜想。
设计实验，制订计划
进行实验，收集证据
如课本第65页。
分析与归纳：
杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成：F1l1= F2l2 或=
即：力与力臂成反比
评估：
为什么在实验前，要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡？
如果不用钩码而用弹簧测力计进行实验，应注意什么问题？
学生练习
动手动脑学物理
(五)小结
(六)作业
练习册
附：课后总结
12.1 杠杆(第二课时)
(一)学习目标
1、知识与技能目标：
(1)知道杠杆的分类，能从常见的工具和简单机械中识别杠杆的种类。
(2)知道杠杆的一些应用。
2、过程和方法目标：
(1)通过杠杆的平衡条件，了解杠杆的分类方法；
(2)通过分类，了解生活中杠杆的应用原理。
3、情感、态度与价值观目标：
通过了解杠杆的应用，进一步认识物理是有用的，提高学习物理的兴趣。
(二)教学重难点
重点：杠杆的分类
难点：从常见的工具和简单机械中识别杠杆的种类，理解省力、费力和等臂杠杆的具体应用。
(三)教学过程
一、复习
复习杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1= F2l2)
二、杠杆的种类
从杠杆的平衡条件可知，当杠杆平衡时，力与力臂成反比，所以可以得出以下几个结论：
当l1＞l2，F1＜F2，说明使用这种杠杆时省力。我们把这种杠杆叫做省力杠杆，如：撬棒，瓶盖起子，园艺剪刀等。
当l1＜l2，F1＞F2，说明使用这种杠杆时费力。我们把这种杠杆叫做费力杠杆，如：钓鱼杆，缝纫机踏板，理发剪刀等。
当l1＝l2，F1＝F2，说明使用这种杠杆时即不省力也不费力。我们把这种杠杆叫做等臂杠杆，如：天平等。
分类是物理学中一个比较重要的方法，学生可以列举以前所学过的分类方法，如固体可以分为晶体和非晶体等。在学习了杠杆的分类后，请学生尽量列举每种杠杆的实物。
三、杠杆的应用
分析生活中的实物，大家共同讨论这属于什么杠杆，它们有什么好处？又有什么缺点？为什么做成这个样子。然后归纳：
省力杠杆，可以省力，但比较费距离。
费力杠杆，虽然费力，但可以省距离。
本环节应当以开放性教学为主，请学生列举生活中的杠杆，大家共同讨论其结构，用途，以及是不是可以进行改进？
四、练习
1、如图，是用一根木棒在撬石头，这根木棒的特点有：①木棒不易 ；②能在力F的作用下围绕着 旋转。我们就可以把这根木棒叫 。
2、在上题中，我们从O点作一条MN的垂线，这条垂线的长度就是力F的 。
MN这条直线就是力F的 。
3、下列物体中不能看成杠杆的是( )
A、筷子 B、火钳 C、剪刀 D、橡皮筋
4、杠杆的平衡条件是 ；如果分别用不同方向的三个力作用于杠杆的
A点，都能使图所示的杠杆平衡，那么最小的力是 。
5、生活中的杠杆可以分成三类，一是省力杠杆，例如 ；二是 ，例如 ；三是等臂杠杆，例如 。(把“钓鱼杆，跷跷板，瓶起子”填在“如”字后的横线上)
6、如图，图中轻质木棒AB可以看成一个杠杆，C点吊一重物，B点用绳子拉着，杠杆的支点是 点。请在图中标出动力F1，阻力F2，并画出它们的力臂L1、L2。如果木棒静止，，则等式：F1L1= 成立。
7、用一根细棉线把一段直铁丝吊起来，让铁丝能在水平位置平衡，再将棉线右边的铁丝对折一下，铁丝还能在水平位置平衡吗？实际做做，然后回答：
①你看到的现象是： ；
②猜想可能的原因是： ；
③猜想的依据是： 。
8、用剪纸的剪刀剪一叠较厚的纸，是用剪刀的尖端容易剪断还是用剪刀的中部容易剪断，试试看，并和同学交流一下，讨论是什么原因？利用的物理知识是什么？
9、在探究杠杆平衡条件的活动中，你一定注意了首先调节杠杆在水平位置平衡吧!这样做对你填写书中表格中的哪几项数据有利，为什么？
10、在探究杠杆平衡条件的活动中，我们使用的杠杆两端有两个螺母，它们的作用是 。如果不要这两个螺母，请你设计一种装置，使它具有与螺母相同的作用，画出设计草图，加上必要的文字叙述。
11、在探究杠杆平衡条件的活动中，小红发现用2 个钩码可以平衡3个钩码。如图，小红想，杠杆平衡，肯定不能光看动力和阻力，可能还与力的作用点到支点的距离有关。于是她反复做了几次实验，分析得出杠杆的平衡条件为：
动力X支点到动力作用点的距离=阻力X支点到阻力作用点的距离
老师看后，指出她的不足之处，可小红据理力争，“通过实验得出的结论怎么可能有问题呢？”老师为了让小红相信，拿来一个弹簧测力计，把测力计的挂钩挂在A点上，则…….小红明白了。
①你能说说教老师是怎么做的吗？
②小红在老师的指导下，把自己得出的“平衡条件”等式两边各改了一字，就变成了正确的结论，想一想她是怎么改的？
12、能否用量程为5N的弹簧测力计测一名同学的重？
需要的辅助器材：
应用的物理知识：
启发你这样创意的来源：
(四)作业
课堂上没完成的练习
附：课后总结
12.1 杠杆 同步练习
1.下列关于杠杆的说法中正确的是 ( )
A.杠杆必须是一根直棒
B.杠杆不一定要有支点
C.杠杆的动力作用线不能通过支点
D.杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离
【解析】选C。本题考查对杠杆的理解。杠杆不一定是直的,只要能绕着固定点转动的物体都可以看作是杠杆,杠杆可直可弯,没有形状限制,A错;杠杆一定要有支点,B错;杠杆的动力作用线不能通过支点,否则,动力臂为零,动力乘以动力臂等于零,动力就没有意义了,C对;力臂是从支点到力的作用线的距离,而不是支点到力的作用点的距离,故D错。
2.如图所示的杠杆中,动力的力臂用l表示,图中所画力臂正确的是 ( )
【解析】选D。本题考查力臂的画法。因为动力的力臂的画法是过支点作动力作用线的垂线段,而A、B选项中线段与动力作用线不垂直;C项表示力臂的不是支点到动力作用线的垂线段,D项是支点到动力的作用线的垂线段。故选D。
3.在如图所示的四种剪刀中,正常使用时,动力作用点在阻力作用点和支点之间的是 ( )
【解析】选D。本题考查了杠杆的五要素。杠杆绕着转动的点叫支点,动力作用的位置叫动力作用点,阻力作用的位置叫阻力作用点。由图可知:A、B、C三种剪子的支点位于中间轴上,动力作用点和阻力作用点分别位于支点的两侧,故均不符合题意;D中的剪子支点位于相连的尾端,动力作用点位于中间位置,阻力作用点位于剪子头部,故D符合题意。故选D。
4.(2013·温州中考)温州水上台阁是一种供观赏用的龙舟。用桨划水时,桨在力的作用下绕着一个固定点转动。可以将桨看作 。
【解析】本题考查对生活中杠杆的理解。桨在力的作用下绕着一个固定点转动形成了一个杠杆。
答案:杠杆
5.小林同学在农村老家发现一种“舂米对”的古代简单机械,其示意图如图所示。使用这个装置时,人在A端用力把它踩下后立即松脚,B端就会立即下落,打在石臼内的谷物上,从而把谷物打碎。用力将它踩下去的过程中,动力是 (选填“自身的重力”或“脚踩的力”),脚松开到打在石臼内的谷物时,自身的重力是 (选填“动力”或“阻力”)。
【解析】将该装置看成一个杠杆,用力踩下这个装置的时候,脚踩的力使得杠杆转动,而装置自身的重力阻碍了杠杆的转动;因此,在这个过程中,动力是脚踩的力,阻力是杠杆自身的重力。脚松开后,杠杆在自身的重力作用下转动,此时使杠杆转动的力是杠杆自身的重力。
答案:脚踩的力 动力
6.(2014·聊城中考)如图所示,用起子开启瓶盖,请确定支点O的位置,画出F的力臂。
【解析】此题考查杠杆的力臂画法。用起子开瓶盖时,根据用力情况,起子与瓶盖上面接触的点为支点,过支点作力F的作用线的垂线段,标出力臂符号。
答案:
【易错警示】画力臂时的常见失误
(1)画力臂时,直接将支点与力的作用点连接。
(2)从支点向力的作用线作垂线时,漏标注垂直符号。或力臂与力的作用线不垂直(这也是验证力臂画的是否正确的依据)
(3)没有将力臂标注出来或者漏标注力臂。
7.(2014·鄂州中考)在探究“杠杆平衡条件”实验中
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,目的是?
。
(2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上
个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(3)她改用弹簧测力计在乙图中的C位置斜下拉,若每个钩码重2N,当杠杆在水平位置平衡时,测力计示数将 (选填“大于”“等于”或“小于”)2N。
【解析】本题考查了杠杆平衡的条件。
(1)调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于在杠杆上直接读取力臂,同时使杠杆的重心在支点上,消除杠杆重对杠杆平衡的影响。
(2)设一个钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,则有2G×2L=4G×L,即在B处挂4个钩码;
(3)当弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉时,力臂变小,即L1<4L,根据杠杆平衡条件得,2N×2×2L=F×L1,即F=,因为L1<4L,所以F>2N。
答案:(1)便于在杠杆上直接读取力臂,同时使杠杆的重心在支点上
(2)4 (3)大于
8.(2013·常德中考)如图所示,O为轻质杠杆的支点,OB=50cm,OA=30cm,在A点所挂物体重60N,在B点施加一个竖直向上的力F,要使杠杆在水平位置平衡,F为多大?
【解析】本题考查了学生对杠杆的平衡条件的掌握和运用。
因为杠杆在水平位置上平衡,
所以F·OB=G·OA,
所以F===36N。
答案:36N
【试题备选】取一根粗细均匀的铁丝,在中点用线悬挂起来,铁丝恰好平衡,如把其右端对折起来,那么它是否还能保持原来的平衡状态呢?如何转动?
【解析】本题考查杠杆平衡条件的应用。杠杆对折后,杠杆的动力和阻力大小没有变化,但是右边铁丝重心向左移动使右边的力臂变短,则右端力与力臂的乘积小于左端力与力臂的乘积,故杠杆不能平衡,逆时针转动。
答案:杠杆不能平衡,逆时针转动
【一点通】找找你容易错在哪里
如图所示的裁纸刀,O为支点,画出动力F的力臂l。
【学生自答】
【教师点评】
①错误地把支点到力的作用点的连线当作力臂l。
②错误地把力的延长线上力的作用点到垂足的连线当作力臂l。
【正确答案】
