课件43张PPT。第十二章 简单机械
第1节 杠 杆
第一课时 杠杆及平衡条件体验 杠杆
活动1:利用羊角锤、螺丝刀、小木块等物体将钉在木板上的钉子起下。有几种方法?活动2:用橡皮、双刃刀片、直尺制作跷跷板,并使其在水平位置静止。
(1)在直尺的每一端各放一个草莓。直尺发生转动吗?
(2)分别在直尺两端放一个和两个草莓,直尺如何转动?如何调节可使其水平方向是静止的?【参考答案】
活动1:利用羊角锤或螺丝刀直接将钉子起下,将小木块垫在螺
丝刀下,将钉子撬起来等。
活动2:(1)不转动 (2)向两个草莓的一端转动 两种方法:
①可以移动草莓的位置,使直尺在水平位置静止 ②移动直尺
与双刃刀片的接触点,使其平衡。1.杠杆:
(1)定义:在 的作用下能绕 转动的硬棒。
(2)杠杆的五要素:
①支点:杠杆可以 的点。
②动力:使杠杆 的力。
③阻力: 杠杆转动的力。
④动力臂:从 到 的距离。
⑤阻力臂:从 到 的距离。2.杠杆的平衡条件:
(1)平衡状态:杠杆在动力和阻力的作用下保持____________状态。
(2)内容: 。
(3)公式: 。【参考答案】
1.(1)力 固定点 (2)①绕其转动 ②转动 ③阻碍 ④支点 动力作用线 ⑤支点 阻力作用线
2.(1)静止或绕支点匀速转动 (2)动力×动力臂=阻力×阻力臂 (3)F1l1=F2l2探究1 杠杆
结合“体验”,思考以下问题
1.“活动1”中的羊角锤、螺丝刀在工作时有什么共同特征?这些物体被称为 。
提示:羊角锤、螺丝刀在将钉子拔起时,绕着一个固定点转动,把这种在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫作杠杆。
参考答案:工作时都可以绕着一个固定点转动 杠杆2.结合用撬棒撬石头的图片,根据杠杆定义,在图中标出杠杆的五要素。提示:杠杆可以绕着转动的点是支点,用字母O表示,动力F1使杠杆绕着固定点O转动,阻力F2阻碍杠杆转动,动力臂指从支点到动力F1作用线的距离l1,阻力臂指从支点到阻力F2作用线的距离l2。
参考答案:如图所示3.若一力作用点不变,作用方向改变,力臂大小是否改变?
提示:力臂是支点到力的作用点的垂直距离,若力的方向改变,则支点到力的作用线的距离改变,则力臂改变。
参考答案:改变【微点拨】
(1)杠杆一定是硬棒,但可以是直的,也可以是弯的。
(2)支点固定不动且一定在杠杆上。
(3)力臂是支点到力的作用线的垂直线段,不是支点到力的作用点的连线。且力臂不一定在杠杆上。【知识拓展】动力和阻力及方向的判断
抓住“转动”的特点来判断动力、阻力的方向
(1)动力和阻力的判断:明确使用杠杆的目的。为了达到目的而施加的这个力即为动力,而阻碍达到目的的力即为阻力。如图,用钳子夹物体,我们施加在柄上的力是为了使钳口夹住物体,则施加在钳子柄上的力即为动力,而东西为了不被夹住,要产生一个反抗的力,即物体施加给钳口向外的力即为阻力。(2)动力和阻力方向的判断:只在动力作用下杠杆的转动认定为正转,动力作用下正转的方向为动力的方向。则只有阻力作用时必定使杠杆反转,阻力作用点处反转方向就是阻力的方向。如图中的F1,假定使杠杆绕O点正转,作用在A点的阻力,应使杠杆绕O点反转,即F2。探究2 杠杆的平衡条件
结合“体验”中的“活动2”,思考以下问题:
1.杠杆平衡状态:根据力的平衡状态,杠杆在动力和阻力作用下
时,杠杆处于平衡。
参考答案:静止2.猜想与假设:杠杆在满足什么条件时才会平衡?
提示:在猜想时,可以根据“活动2”提出合理的猜想,不能做一些胡乱的没有任何意义的猜想。
参考答案:动力×动力臂=阻力×阻力臂或
动力+动力臂=阻力+阻力臂等3.实验设计:如图所示(1)调节杠杆两端的 ,使杠杆在_________
位置平衡。
(2)在杠杆两侧分别挂上 数量的钩码,移动钩码
的位置,使杠杆重新在 位置平衡。杠杆两侧受到的
作用力大小等于 ,力臂是 到
的距离。
(3)多次改变力和力臂的大小,使杠杆平衡。提示:(1)杠杆两端平衡螺母的作用是为了调节杠杆在水平位置平衡,调平衡的方法与调天平横梁平衡的方法相同。使杠杆在水平位置平衡,这样测量时动力和阻力的大小等于钩码的重力,力臂所在的直线与杠杆重合,则力臂的大小是杠杆上挂钩码的位置到支点之间的距离,则可从杠杆上直接读出力臂的大小。
(2)如果杠杆两侧挂上数量相同的钩码,测得的数值具有特殊性,挂上数量不同的钩码,多次测量,使实验结果具有普遍性。
参考答案:(1)平衡螺母 水平 (2)不同 水平 钩码的重力 支点O 拉力F1、F2的作用线4.实验数据及分析:分析数据可知,杠杆的平衡条件是 。
提示:对每一次实验表格中的动力和动力臂、阻力和阻力臂进行分析,力臂越长,需要的力越小,力臂越短,需要的力越大,二者之间可能是反比关系,再比较动力和动力臂、阻力和阻力臂的乘积的大小关系,发现动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积相等。故可知杠杆平衡的条件。
参考答案:动力×动力臂=阻力×阻力臂或F1l1=F2l25.交流讨论:
(1)实验前,如何调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡?
参考答案:按照“左偏(沉)右调,右偏(沉)左调”的原则。若杠杆左端下沉,则将平衡螺母向右调;若杠杆右端下沉,则将平衡螺母向左调。
(2)为什么使杠杆在水平位置平衡?
参考答案:若杠杆在水平位置平衡,则力臂的大小可以直接从杠杆上读出,且杠杆自身重力对平衡的影响可以忽略。【微点拨】
(1)天平实质是杠杆,故调节杠杆平衡的方法与调节天平平衡的方法相同,且实验过程中不可再调节平衡螺母。
(2)在改变力和力臂时,为了使实验方便,只改变一个量,观察另外一个量的变化。
(3)多次实验的目的是得出普遍的实验结论。【知识拓展】猜想与假设的关键
猜想与假设是根据生活经验或在观察与实验的基础上,应用科学原理,围绕探究的问题设想出的可能出现的结果。猜想既要有科学性又要有推测性,是可以检测的,不是盲目猜测。解决这类问题的一般步骤是:
1.针对问题按日常经验或事实提出猜想与假设;
2.针对问题运用经验与直觉提出猜想;
3.针对问题根据物理学科本身的思维过程建立猜想与假设:搜寻事实——归纳分析——形成猜想。
4.运用“类比法”或“逆反原理”等方法进行猜想。固定F1l1-F2l2考点1 力臂的画法
【示范题1】如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,F1表示手对钓鱼竿的作用力,F2表示鱼线对钓鱼竿的拉力,请在图中画出力F1、F2的力臂L1、L2。【解题指南】(1)如何画力的作用线?
(2)力臂是哪一点到哪一条线的距离?
(3)力臂是线段还是射线?
提示:(1)沿力的方向将作用线延长或反向延长,沿力的方向的直线即为力的作用线。
(2)力臂是支点到力的作用线的距离。
(3)线段。【精讲精析】本题考查了力臂的画法。从支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线,垂线段即为力臂。
答案:如图所示【通关金钥匙】
画杠杆力臂“四步法”【变式训练】小童在干果店发现一个新奇的东西(如图甲),问营业员才知道原来是瓜子钳子,图乙是它的示意图,其中O为支点,请画出动力F1的力臂L1。【解析】图中支点为O点,过O点作F1的垂线即为F1的力臂L1。
答案:如图所示:考点2 杠杆的平衡条件
【示范题2】如图所示是“探究杠杆平衡条件”的装置图。(1)实验前为方便测量力臂长度,应将杠杆调到 平衡,如果杠杆的左端向下倾斜,平衡螺母应向 端调节。
(2)实验记录的数据如表中所示,收集多组数据的目的是 ;
实验得到的结论是 (用字母符号表示)。(3)图中杠杆处于平衡状态,每个钩码受到的重力是0.5N,则弹簧测力计竖直向下的拉力是 N;拉着弹簧测力计,逐渐向右倾斜,并保持杠杆平衡,弹簧测力计的示数将 。【解题指南】(1)当杠杆倾斜时,一端下沉,一端上升,比较力与力臂的乘积,哪端乘积大?
(2)杠杆水平平衡,阻力臂的大小等于多少?杠杆自重对杠杆平衡有影响吗?
(3)如何分析实验数据?
提示:(1)下沉一端 (2)杠杆上支点与挂钩码位置之间的距离 没有 (3)将动力、动力臂和阻力、阻力臂进行加、减、乘、除,比较动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系【精讲精析】本题考查“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)当杠杆在水平位置平衡时,力臂和杠杆重合,便于测量力臂,
故应将杠杆调节到水平位置平衡。我们通过调节杠杆两端的平
衡螺母来使杠杆水平平衡,杠杆左端向下倾斜,则应将平衡螺母
向右调节。(2)在做物理实验时,为了能得到普遍规律,常改变
器材规格,多做几次实验,收集多组数据,使得出的实验结论更
可靠、更具有说服力。根据表中数据得到的结论是动力×动力
臂=阻力×阻力臂,即F1·L1=F2·L2。(3)3个钩码的重力为1.5N,即杠杆左端受到的力F1=1.5N,力臂L1=20cm;右端弹簧测力计拉
力的力臂L2=15cm,由杠杆平衡条件可得弹簧测力计的拉力F2=
=2N。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,F2的力
臂L2将变小,F1·L1不变,F2将变大,即弹簧测力计示数变大。
答案:(1)水平位置 右 (2)探究杠杆平衡所遵循的普遍规律
F1L1=F2L2 (3)2 变大【通关金钥匙】探究杠杆平衡条件的“两个”关键点
(1)按“左偏右调,右偏左调”的原则调节杠杆平衡。
(2)判断杠杆是否平衡时,对比力和力臂乘积的大小关系,而不是动力和阻力的大小关系。【变式训练】如图所示,晓月利用铁架台、带有刻度的杠杆,细线、若干钩码等实验装置探究杠杆的平衡条件。请你回答下列问题:(1)在挂钩码前,晓月发现杠杆左端低,右端高,她将杠杆两端的平衡螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)接着晓月在杠杆的两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡。其目的是 ;
。(3)改变钩码数量与位置,获取三组测量数据(如下表),可以减少实验的 ,根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是 ,并完成下表中的空格。实验测量数据记录表:【解析】本题考查杠杆平衡条件的探究。(1)杠杆左端低,右端高,则应将平衡螺母向右调节。(2)当杠杆在水平位置平衡时,力臂的大小可以直接从杠杆上读出,且在水平位置,杠杆重心落在支点上,可以克服杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(3)只分析一次实验数据,得出的结论具有偶然性,分析多次数据,可以得出普遍的实验结论。分析实验数据,可知F1L1=F2L2,故第3次实验中,阻力臂为15.00cm
答案:(1)右 (2)便于读出力臂 克服杠杆自身重力的影响 (3)偶然性 F1L1=F2L2 15.00课件30张PPT。第二课时
生活中的杠杆体验 杠杆在生活中的作用
活动:如图所示,用手抓住木棒用不同的方法撬石头。
木棒在使用过程中是不是杠杆?用甲、乙、丙三种不同方法撬石头时,哪种方法更省力?【参考答案】
活动:是 甲1.等臂杠杆:
(1)力臂关系: 。
(2)特点: 。
(3)实例: 。2.省力杠杆:
(1)力臂关系: 。
(2)特点: 。
(3)实例: 。
3.费力杠杆:
(1)力臂关系: 。
(2)特点: 。
(3)实例: 。【参考答案】
1.(1)l1=l2 (2)既不省力也不费力,既不省距离也不费距离 (3)天平
2.(1)l1>l2 (2)省力费距离 (3)撬棒
3.(1)l1根据杠杆的平衡条件,结合“体验”,思考以下问题1.甲图中动力臂和阻力臂的大小有什么关系?动力和阻力大小有什么关系?这类杠杆是什么杠杆?有什么特点?
提示:观察甲图可知,支点为O,动力为手施加在杠杆上的向下的力,阻力为石头对杠杆向下的压力,动力臂大于阻力臂,根据杠杆的平衡条件,则动力小于阻力,故省力费距离,这类杠杆为省力杠杆。
参考答案:动力臂大于阻力臂 动力小于阻力 省力杠杆
省力费距离2.乙图中动力臂和阻力臂的大小有什么关系?动力和阻力大小有什么关系?这类杠杆是什么杠杆?有什么特点?
提示:观察乙图可知,支点为船与桨的接触点,动力为手施加在船桨上的力,阻力是水对桨的力,则动力臂小于阻力臂,根据杠杆的平衡条件,则动力大于阻力,故费力省距离,这类杠杆为费力杠杆。
参考答案:动力臂小于阻力臂 动力大于阻力 费力杠杆
费力省距离3.丙图中动力臂和阻力臂的大小有什么关系?动力和阻力大小有什么关系?这类杠杆是什么杠杆?有什么特点?
提示:观察丙图可知,支点在横梁中心位置,天平两端的物体和砝码对横梁的向下的力,则一个为动力,一个为阻力,则动力臂等于阻力臂,根据杠杆的平衡条件,动力等于阻力,故既不省力也不费力,既不省距离也不费距离,这类杠杆为等臂杠杆。
参考答案:动力臂等于阻力臂 动力等于阻力 等臂杠杆
既不省力也不费力,既不省距离也不费距离【微点拨】
(1)既省力又省距离的杠杆是不存在的。
(2)判断杠杆的种类时,杠杆必须处于平衡状态,比较动力和阻力或者动力臂和阻力臂的大小,而不是比较力与力臂的乘积大小。【知识拓展】
1.人的头颅——等臂杠杆:
点一下头或抬一下头是靠杠杆的
作用,杠杆的支点在脊柱顶端,支
点前后各有肌肉,头颅的重力是
阻力。支点前后的肌肉所用的力是动力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长形成低头或仰头动作。2.人的手臂——费力杠杆:人的手臂绕肘关节转动,可以看成是由肌肉和手臂骨骼组成的杠杆在转动。肘关节是支点,肱二头肌所用的力是动力,手拿的重物的重力是阻力,显然我们的前臂是一种费力杠杆,举起一个重物,肌肉要花费约6倍以上的力气。虽然费力,但是可以省距离(少移动距离),提高工作效率。3.走路时的脚——省力杠杆:
我们走路抬起脚时,脚就是一个杠杆。脚掌根是支点,人体的重力就是阻力,腿肚肌肉产生的拉力就是动力。4.其他杠杆:
如小腿绕膝盖的转动可看成小腿肌肉和胫骨组成的杠杆;弯腰时,腰部肌肉和脊骨之间形成杠杆;奔跑时,向前跨步,右腿的髂腰肌收缩、臀大肌松弛,使右大腿抬起;股四头肌松弛,股二头肌收缩,使右膝弯曲。仰卧起坐时,上身受到腹肌和上身重力的作用。这些杠杆模型怎样?是哪种类型的杠杆?><<>==考点1 杠杆种类的判断
【示范题1】如图所示的几种工具,使用时属于费力杠杆的是 ( )【解题指南】(1)费力杠杆的特点是什么?
(2)哪种工具的动力臂小于阻力臂?
提示:(1)动力臂小于阻力臂,费力省距离。
(2)镊子。【精讲精析】选D。本题考查杠杆类型的判断。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,阻力臂大于动力臂的杠杆是费力杠杆,由图可知,使用镊子时,阻力臂大于动力臂是费力杠杆。【通关金钥匙】
判断杠杆种类的方法【变式训练】衣服夹是一种常用物品,
如图所示给出了用手捏开和夹住物品
时的两种情况。下列说法中正确的是
( )
A.当用手将其捏开时,它是费力杠杆
B.当用手夹住物品时,它是费力杠杆
C.无论用手将其捏开还是夹住物品时,它都是费力杠杆
D.无论用手将其捏开还是夹住物品时,它都是省力杠杆【解析】选B。本题考查杠杆的分类。解答此题关键是要分清衣服夹在不同情况下,哪是动力,哪是阻力;然后比较动力臂和阻力臂的大小:如果动力臂大于阻力臂,就是省力杠杆;如果动力臂小于阻力臂,就是费力杠杆。用手将衣服夹捏开时,弹簧对夹子的拉力为阻力,则动力臂大于阻力臂,故是省力杠杆;用衣服夹夹住物品时,物品对夹子的力为阻力,弹簧对夹子的力为动力,则动力臂小于阻力臂,故是费力杠杆。考点2 杠杆最小动力的判断
【示范题2】如图所示,画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F的示意图和对应的力臂。【解题指南】(1)若使杠杆不转动,施加力的方向应向上还是向下?
(2)力最小时,力臂最大还是最小?
提示:(1)向上 (2)最大【精讲精析】已知力的作用点,连接支点与力的作用点(即最长的力臂);力臂越长,作用力越小。连接OA,然后过A点作垂直于OA、方向斜向上的最小作用力F。
答案:如图所示【通关金钥匙】两步法——找杠杆“最小力”
由F1l1=F2l2知,F2l2一定,F1、l1成反比【知识拓展】找最长力臂的三种情况
求最小动力,就是转化为找最长力臂问题。找最长力臂,一般分三种情况:
(1)在动力的作用点明确的情况下,就是以支点到力的作用点的连线作为力臂,这个力臂最长,过力的作用点作力臂的垂线,正确确定力的方向从而作最小的力;(2)在动力作用点未明确规定时,首先应找出距支点最远的点作为动力作用点,然后再按(1)的步骤完成;
(3)在支点不明确的情况下,首先要通过比较找出合适的支点,进而找到动力作用点,再按(1)的步骤完成。【变式训练】如图所示,用瓶
起开启瓶盖,请画出在A点所用最小力的示意图。
【解析】本题考查简单机械中杠杆相关知识。用瓶起开启瓶盖时,支点在瓶起与瓶盖接触的前端,手作用于A点,施力向上,瓶起与瓶盖边缘接触点为阻力作用点,阻力向下。根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,F2l2一定,l1最大时,F1最小。
答案:12.1 杠杆
课堂目标:
通过实例认识杠杆,认识杠杆有关的几个感念(重点)
能从简单的机械中识别杠杆,并能画出有关杠杆的受力的力臂(难点)
从生活中到物理,让学生体验物理的实用,激发学习兴趣
学习物理探究,掌握科学的态度看待生活中的现象,体现发现的成就感,激发学生的创造力。
问题导学:
(1)定义:一根____棒,在力的作用下如果能绕着固定点______,这根硬棒叫做杠杆。
(2)杠杆的五要素:①支点:杠杆绕着转动的________,用O表示。②动力:使__________的力,用F1表示。③阻力:________的力,用F2表示。④动力臂:从____到_______的距离,用L1表示。⑤阻力臂:从_____到_______的距离,用L2表示。
(3)是否能在生活中在举一些杠杆的应用
课堂检测:
1.下列说法中正确的是( )
A.杠杆是一根直的硬棒
B.支点到动力作用点的连线就是动力臂
C.力臂是支点到力的作用线的距离
D.力臂是力的作用点到支点的距离
2.力臂是_______到力的__________的
垂直距离。(点到直线的__________ )
3.画出下面图中杠杆的力臂
小组讨论:
1 力臂一定在杠杆上吗?
2 杠杆是否都是直的?
3若一力作用在杠杆上,作用点不变,但
作用方向改变,力臂是否改变?
课堂检测:
1.如图6,O为杠杆的支点,请作出力F1和F2的力臂L1和L2。
o A
o B
2.如图7轻质杠杆OA可绕O点转动,在B处吊一重物。请把杠杆的示意图作在图中。
3.图中画出杠杆所受的动力臂和阻力臂
4. 画出图中各力对支点的力臂
拓展延伸:
甲为办公用的裁纸刀,乙为其示意图,根据裁纸刀所受动力F1的方向及阻力F2的力臂l2,画出动力F1的力臂l1和阻力F2
总结反馈:
1、你学到哪些知识?
2、课外活动:你仔细观察一下,在使用筷子和勺子的过程中体会杠杆的有关知识。
新课预习:(下一课时)
1.平衡条件:杠杆平衡是指杠杆_______或__________。实验证明,杠杆的平衡条件是___ 。表示为:F1l1=F2l2 即杠杆平衡的条件取决于 是否相等。杠杆平衡时,力和力臂成____比,即力臂越长,力就________。
2.分类:①动力臂______阻力臂的杠杆,杠杆平衡时F1_____F2,属于省力杠杆。②动力臂_____阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,F1_____F2,属于费力臂杠杆。③动力臂______阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,F1____F2,属于等臂杠杆。省力杠杆,省力但费_______;费力杠杆,费力但省_______;等臂杠杆既不省力也不费力,既不省距离,也不费距离;又省力又省距离的杠杆是______的。判断所使用的杠杆是省力还是费力,可利用杠杆平衡时,通过比较F1与F2的大小来比较;也可以通过比较动力臂l1与阻力臂l2的大小来确定。
第十二章 简单机械 第一节 杠杆(第一课时)
(一)教学目标
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教学内容。
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
第一节 杠杆(第二课时)
(一)教学目标
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?
(四)作业
课堂上没完成的练习