3.4简单机械 第2课时（课件 16张PPT）

(共16张PPT)
杠杆的运动状态可以分为哪几种？
静止
匀速旋转
变速旋转
3.4.2 简单机械
【核心概念】
4.能的转化与能量守恒
【学习内容与要求】
4.1 能的形式、转移与转化
④知道常见的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面等）的特点，并用它们解释一些生活实例。
【教学目标】
1.科学观念:知道杠杆平衡条件。
2.科学思维:根据实验数据归纳出杠杆平衡条件的数学表达式；应用杠杆平衡条件解决相关问题。
3.探究实践:学会用简单的器材探究杠杆的平衡条件；根据实验数据得出杠杆平衡条件的数学表达式；在实验中,学会测量多组数据排除偶然因素影响结论的方法；
4.态度责任:通过学习体会对探究事物的认识由定性到定量的变化过程。
根据实验数据归纳出杠杆平衡条件的数学表达式
1.1 杠杆平衡
杠杆的静止状态是否可以进一步分类？
水平位置静止
不在水平位置静止
杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态是杠杆的平衡状态
哪些因素可能会影响杠杆的平衡？
动力大小 阻力大小 动力臂 阻力臂
进一步提出问题：杠杆平衡时，动力、阻力、动力臂、阻力臂之间存在怎样的关系？
建立假设：
在两个同学在玩跷跷板的时候，结合自己玩跷跷板的体会， 从中我们可以得到启发：杠杆的平衡跟动力、 动力臂与阻力、阻力臂有关。你还能提出什么假设？
假设一：
假设二：
假设三：
假设四：
F1 + l1 = F2 + l2
F1 – l1 = F2 – l2
F1 / F2 = l1 / l2
F1 · l1 = F2 · l2
哪几种猜想一定是错的？说明理由
杠杆平衡时，动力、阻力、动力臂、阻力臂之间存在怎样的关系？
（1）如何改变并测量动力、阻力、动力臂、阻力臂？
杠杆平衡时，动力、阻力、动力臂、阻力臂之间存在怎样的关系？
（2）哪种杠杆能够更方便完成这个实验探究？
F1
F2
G
F支
F1
F2
G
可以排除杠杆自身重力的干扰。
重力作用在支点。
（3）如图所示的杠杆，能否通过改装之后也排除自身重力的干扰？
F1
F2
G
平衡掉杠杆自身重力G
（4）观察到怎样的现象可以说明杠杆的自身重力被平衡掉了？
杠杆处于水平平衡状态
实验前调水平平衡：使杠杆重力作用在支点，排除杠杆自身重力干扰
根据上述探讨，我们在进行探究杠杆平衡条件时的第一步应该怎么操作？
（1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态。
调节杠杆两端的螺母：
当杠杆向左倾斜时，调节螺母向右；
当杠杆向右倾斜时，调节螺母向左。
（2） 在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次在____________________。这时杠杆两端受到的作用力分别等于各自钩码的重力。
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l2
l1
水平位置平衡
实验中调水平平衡：使力臂在杠杆上，便于直接在杠杆上读出力臂的数值。
倾斜状态时力臂比杠杆上的刻度小，而且要用刻度尺测量，不方便。
水平位置处于平衡状态
实验步骤：
（1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态。
调节杠杆两端的螺母：
当杠杆向左倾斜时，调节螺母向右；
当杠杆向右倾斜时，调节螺母向左。
（2） 在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次在水平位置处于平衡状态。这时杠杆两端受到的作用力分别等于各自钩码的重力。
将支点左边钩码对杠杆的作用力记作动力 F1，右边钩码对杠杆的作用力记作阻力 F2。将动力和阻力填入表内。

F1

F2
（3）读出动力臂l1、阻力臂l2，并填入表内。
l1
l2
设计实验数据记录表：
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
4
记录表
（1）如何处理实验数据？
（2）分析实验数据，得出实验结论：__________________________________________________。
动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
F1 × l1 = F2 × l2
（3）为什么要进行多次实验？
寻找普遍规律，避免实验存在偶然性
杠杆平衡的条件：
动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
F1 × l1 = F2 × l2
变形
F1
l1
F2
l2
=
或
F1
l1
×F2
l2
=
若
l1
l2
=
n
则
F1
=
杠杆上的动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
阿基米德曾说过这样一句话：“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动地球。”
×F2
1
n
如果将弹簧测力计向上斜拉，读数发生怎样变化？为什么？
因为力臂变小；读数变大。
F＇
l＇
F
l
F1 × l1 = F2 × l2
不变
变小
变大
当力臂最大时，力最小。
实验中能否证明了“力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离”？
保持支点到作用点的距离不变，
改变弹簧测力计的拉力方向。
弹簧测力计的拉力大小不同。
力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离
保持力的作用点不变，