科学探究：《杠杆的平衡条件》学案
【学习目标】
1、能通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取出共同的特征，并能在杠杆上确认动力、动力臂、阻力、阻力臂。
2、能根据一定的标准对杠杆使用、特点，以及作用效果等进行分类。
3、通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出验证方案，对获得的信息进行处理，得出赶感平衡的条件。
【重点难点】
1.力臂的画法
2.理解杠杆的平衡条件
【课堂探究】
一、认识杠杆
想一想
1、展示自带的物品（剪刀、扳手、核桃夹、订书机等），观察讨论，它们有什么共同点吗？
2、这些物品都包含了杠杆，请你给杠杆下个定义。
3、认识杠杆的几个概念
?? 支点：______ __________；动力：______________________；
?? 阻力：____________________； 动力臂：______ __________；
?? 阻力臂：___________ ________；
二、探究杠杆的平衡条件
做一做
使用杆秤称不同个数的水果，怎样调节才能使杆秤保持静止。当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
想一想
根据刚才的活动，你认为，杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在怎样的关系。
我的猜想________________________________________________________。
做一做
1、利用提供的器材，设计实验验证你的猜想。
2、进行实验、将收集的数据填入下面的表格。
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F1/N
阻力臂l1/m
1
?
?
?
?
2
?
?
?
?
3
?
?
?
?
1、分析数据、得出结论
杠杆的平衡条件是：F1l1=____________
三、杠杆的分类
想一想
请你对课本的杠杆进行分类，并说出你分类的方法。
①省力杠杆，动力臂_______阻力臂（填“大于”、“小于”或“等于”），主要应用有______________等。
②费力杠杆，动力臂_______阻力臂（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③还有一类杠杆，既不省力也不费力，动力臂_______阻力臂（填“大于”、“小于”或“等于”）。我们常把它们叫做__________，如天平等。
【达标练习】：
1. 从支点到阻力作用线的垂直距离叫______________.
2. 有一根重力为G 的均匀粗细的木棒放在水平地面上,稍抬起一端,所需的力为______.
3. 把重为2N和12N的物体分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡时,两力臂长度之比为___________.若在2N的物体上再加上2N的重物,要使杠杆平衡,则在12N的重物上加_______牛的重物.
4. 下列杠杆中属于费力杠杆的是（? ）
5．如图所示，试画出杠杆OA所受力的力臂（OA杆的质量忽略不计）
【学后反思】
科学探究：《杠杆的平衡条件》学案答案
一、认识杠杆
想一想
1.都能绕某一点转动
2.在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆。
3.支点：杠杆绕着转动的固定点。o（小木块）
动力：使杠杆转动的力。F1（向下压的力）
阻力：阻碍杠杆转动的力。F2（对硬棒压力）
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
二、探究杠杆的平衡条件
想一想
F1×L1=F2×L2
三、杠杆的分类
1.大于2.小于3.等于4.等臂杠杆
【达标练习】：
1.阻力臂;2.G/2;3.6:1;12;4D
5. 如图所示：
科学探究：《杠杆的平衡条件》当堂达标
一、填空题
1.一根硬棒，在 下能绕着 转动，这根硬棒就是杠杆.支点是 ；动力是 ；阻力是 ；阻力臂是 .在日常生活中我们使用的工具属于杠杆的有跷跷板、 、 等.
2.杠杆的平衡条件是 ，如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍，当杠杆平衡时，动力是阻力的 倍.
3.如果作用在杠杆上的动力是80 N，动力臂是40 cm，阻力臂是10 cm，杠杆平衡时，阻力是 .
4.在下列日常生活使用的工具中：省力的杠杆有_________________；费力的杠杆有_________________；
既不省力也不费力的杠杆有_________________.①撬棒②天平③筷子④铡刀⑤脚踏 刹车⑥镊子⑦ 起子⑧钓鱼杆
5.一条扁担长1.5 m，前端挂200 N重的货物，后端挂300 N重的货物，肩膀应离扁担的前端_____ m才能使其刚好平衡.
6.如图12—6所示，用一个小小的弹簧秤，竟然称出了大象的重，他用了一根10 m长的槽钢，当槽钢呈水平平衡时，弹簧秤和大象到悬挂点的距离分别是9.54 m和0.06 m，若弹簧秤指示着20 kg的重量，则大象和铁笼共重约_____t.
二、选择题
7.在图12-7中，杠杆有可能平衡的是（ ）
A.甲图的杠杆B.乙图的杠杆C.丙图的杠杆D.丁图的杠杆
8.两个小孩坐在跷跷板上，恰好处于平衡，此时（ ）
A.两个小孩重力一定相等 B.两个小孩到支点的距离一定相等
C.两个小孩质量一定相等 D.两边的力臂与小孩重力的乘积相等
9.一个杠杆已经处于平衡状态，如果在这个杠杆上再施加一个作用力，则（ ）
A.杠杆仍有可能平衡，只要这个力加在动力一边
B.杠杆仍有可能平衡，只要这个力加在阻力一边
C.杠杆仍有可能平衡，只要这个力的作用线通过支点
D.杠杆不可能平衡，因为多了一个力
10.如图12—8所示要使杠杆平衡，作用在A点上的力分别为F1 、F2 、F3 ，其中最小的力是（ ）
A.沿竖直方向的力F1最小 B.沿垂直杠杆方向的力F2最小
C.沿水平方向的力F3最小 D.无论什么方向用力一样大
11.如图12—9所示，把一根均匀的米尺，在中点O支起，两端各挂四个钩码和两个钩码，恰好使米尺平衡，按下列方式增减钩码或移动钩码，下列几种方式仍能保持米尺平衡的是（ ）
A.两边各加一个钩码
B.两边钩码各向外移动一格
C.左边增加一个钩码，右边向外移动一格
D.左右两边的钩码各减少一个
12.如图12—10所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆（ ）
A.始终是省力杠杆
B.始终是费力杠杆
C.先是省力的，后是费力的
D.先是费力的，后是省力的
三、作图题
1．画出图中各力的力臂：
当堂达标答案
一、填空题
1.力的作用 固定点 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 从支点到阻力作用线的距离 台秤 剪刀 钳子
2.F1L1=F2L2 0.2
3.320 N
4.①④⑤⑦ ③⑥⑧ ②
5.0.9 m
6.3.18
二、选择题
7.D 8.D 9.C 10.B 11.C 12.C
三、作图题
科学探究：《杠杆的平衡条件》教案
【教学目标】
1、知识与技能：
(1)掌握什么是杠杆；能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
(2)能通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并设计出验证方案，对获得的数字信息进行处理，得杠杆平衡条件。
(3)能用杠杆知识解决生活的实际问题
2、 过程与方法：
要通过观察和讨论，弄清什么是杠杆以及与杠杆有关的概念。用完成科学探究的全过程的方式来认识杠杆的平衡条件。
3、 情感、态度与价值观：
(1)培养学生观察生活中的物理现象的能力；了解杠杆在生活中的应用
(2)体验科学探究的乐趣，培养学生实事求是的科学态度和勇于探索的
(3)科学精神。在实验探究中培养他们独立思考、合作学习以及对问题探索的意识，启发学生的创新精神。
【教学重点】
经历科学探究活动，理解杠杆平衡条件。
运用杠杆平衡条件解决简单问题。
【教学难点】
杠杆力臂的画法
【教学过程】
一、引入新课
多媒体展示我们的周围有各种各样的机械：飞机、轮船、起重机、钳子、扳手等。有些机械简单，有些复杂，不管机械多么复杂都可以从中找到构成它们的基本元素：杆、轮、链条等。这里我们就从最简单的机械入手，了解它们是如何帮助我们人类的！
二、新课教学
1、认识杠杆
列举日常生活、生产劳动中的一些事例，出一些学生熟悉的器具，让学生通过视图想想这些器具的使用，从中发现它们的共同特征，进而建立杠杆的概念，认识力臂的意义，明确这些器具在使用过程中支点、动力臂、阻力臂的位置，最终达到能根据实际需要正确选择和使用杠杆的目的。
（1）杠杆：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。
（成为杠杆的条件：有力的作用，能转动，是硬棒。棒可直，也可弯---活塞式抽水机的手柄就是弯的。）
（2）杠杆的几个概念：
支点：杠杆绕着转动的固定点---O；
动力：使杠杆转动的力---F1；
阻力：阻碍杠杆转动的力---F2；
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。
【针对练习一】
1．试在图上画出Ｆ1和Ｆ2的力臂
2.在右图中画出力Ｆ对支点O的力臂，并用字母G表示
2、杠杆的平衡
（1）讲述：当杠杆在动力和和阻力的作用下静止（匀速转动）时，我们就说杠杆平衡。
（2）科学探究1：杠杆的平衡条件
a.提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？
b.学生猜想与假设
学生在教师的引导下，猜想出它们之间可能有的关系。这一阶段体现教师是引导者，学生是发现者。
c.学生制定计划与设计实验（如图）
思考：为什么要使杠杆调至水平平衡？
调节平衡时，平衡螺母如何移动？
d.进行实验与收集证据
实验
序号
动力
F1/N
动力臂
L1/m
阻力
F2/N
阻力臂
L2/m
1
2
3
4
e.交流与合作
同学进行讨论、交流，与猜想进行对比最后得出结论：
杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1×L1=F2×L2或者
??（师生互动，共同完成探究任务，体现教师是学生的合作者。）
注意：
①、从杠杆平衡条件中可以得出：力和力臂的大小成反比，即力臂越大，力就越小。
②、计算时，单位要统一，即动力与阻力的单位要统一，动力臂与阻力臂的单位要统一。
f.评估
对实验过程的合理性，结论的可靠性进行评估，对错误所在或误差过大的原因进行分析。
（3）探究实验2：
用弹簧测力计的拉力作为动力使
杠杆平衡时，沿竖直方向与沿倾斜方向的拉力是否相同？为什么？（力和力臂的大小成反比）
3、杠杆平衡条件的应用：
根据杠杆平衡条件，可以知道杠杆的运用有三种情况，
动力臂大于阻力臂：（省力）
动力臂等于于阻力臂：(不省力，不费力)
动力臂小于阻力臂：（费力）
人类应用杠杆平衡条件可以解释生活中许多现象，解决许多实际问题。
（1）人们在用撬棒撬石块时，动力臂越长越容易反撬动石块。
（2）你知道拧松生锈的螺帽要用一段水管套在扳手手柄上的道理吗？
（3）不法商贩为了坑害消费者，在杆秤的秤砣上玩手脚，他把铁秤砣上钻一个孔。你能说一说，这是怎样坑害消费者的吗？
【课堂小结】
1、通过本节课的学习，你了解了杠杆的平衡条件了么？
2、你了解了研究杠杆平衡条件的方法了吗？
（通过提问方式引导学生小结本节主要知识及学习活动，养成学习——总结——学习的良好习惯，发挥自我评价的作用，培养学生的语言表达能力。）
【达标练习】：
1、如图甲所示，杠杆OA处于平衡状态，在图中分别画出力F1和F2对支点0的力臂L1和L2。
2．下列工具中，属于省力杠杆的是 ( )
A．夹邮票用的镊子 B．理发师修剪头发用的剪刀
C．剪铁丝用的钢丝钳 D．钓鱼用的鱼竿
3．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（ ）
4、在如图所示的实验装置中：
①实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，应将杠杆右端螺母向_______(左或右)边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。
②实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？
(请设计两种方案)
答：①_______________________________
②__________________________ __。
【作业设计】
1、了解家中有哪些器具是杠杆，它们是如何工作的？
2、回家练习使用杆秤。
（通过课外活动复习本节知识内容，激发学生探索、研究物理的兴趣，体会物理学习在生活中的重要应用。）
【教学反思】
本节课的设计主要是围绕着科学探究进行的。由于日常生活中的杠杆现象学生都非常熟悉，因此，我在本节课教学中并没有花大量时间进行详细分析杠杆的基本概念，尤其是对力臂的画法并未加强训练，而是将重点放在学生进行科学探究，得出杠杆的平衡条件上。在整个教学过程当中，我始终是把学生放在一个学习的主体地位，而教师只是引领着学生进行研究的一个主导地位。现在的教学，不能像传授知识一样直接“教”给学生，而是要更多的创设机会，通过参与活动，让学生亲身体会到一个完整的探究过程——从提出疑问到自主讨论再到作出猜想然后实验验证以至最后的得出结论。并在教学中鼓励学生大胆猜想，对一个问题的结果作多种假设和预测。不再拘泥于某个特定的结论，要给学生充分的空间来发挥自己的才能。我在教学中充当的是组织者、共同讨论者的角色，在实验中充分体现了学生主体地位，发挥了学生积极主动性，有效地利用了学生的探究能力，使实验得到了较为满意的结果与正确的结论。
不过在对平衡架进行研究的时候，还可以大胆的突破教材原有的框框。让他们尝试在多个（两个以上）的挂钩上挂钩码，能否使杠杆平衡，结果又会如何？满足什么关系？
另外，在教学中也存在一些不足，由于受时间限制，实验探究2，没办法让每一组都能进行探究，需在下一课时，让学生继续探究。在对杠杆的力臂理解和作图上花的时间较少，还得以加强练习的方式来巩固和理解。
总之，本节课我是充分运用生活中的事例创设问题情境，体现从生活走向物理新课程的理念，使物理贴近学生生活。同时又通过列举利用杠杆知识解决生活问题的实例，使学生认识到生活中处处有物理，使课堂与社会融为一体，充分体现了从物理走向社会的理念。现再则就是通过学生探究杠杆的平衡条件的活动，培养学生的科学探究能力，实践能力，创新意识，体现了注重科学探究的课程理念。
教案答案
【针对练习一】
1. 2.
【达标练习】：1.
2.C;3.D;4.右；①第四个格，放3个钩码②第六个格，放2个钩码；或其他答案
【作业设计】
1.略2.略
课件24张PPT。科学探究：杠杆的平衡条件认识杠杆杠杆的五要素力臂的画法实验探究：杠杆的平衡条件科学探究：杠杆的平衡条件一、什么是杠杆？这些都应用了杠杆的原理开瓶器剪刀天平讨论交流：杠杆有什么共同特征呢？1、受到力的作用下
2、硬棒
3、固定点在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆。归纳总结：杠杆的定义？生活中的杠杆提问：在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例吗？铁钳扳手独轮车举例 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、认识杠杆的几个概念杠杆示意图:F2阻力L1动力臂L2阻力臂动力作用线阻力作用线O支点杠杆绕着转动的固定点使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力支点到动力作用线的距离支点到阻力作用线的距离F1动力杠杆的五个重要概念（五要素）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。F2F1OBAL1L2（１）练习：巩固力臂的画法例题：请把下图中的支点与力臂画出来。（２）AOBF1L2L11.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。
2.力的作用线是一条直线，没有方向。
3.力臂和力的作用线用虚线表示，且力臂的长度应该用大括号标记；垂直的地方应有垂足；支点处用O标记。F2什么是杠杆平衡？
当杠杆在动力和阻力的作用下，处于水平静止状态，我们说杠杆平衡了。三、实验探究：杠杆的平衡条件实验器材
带有刻度的杠杆、支架台、若干个钩码等等科学探究的基本过程“实验探究：杠杆的平衡条件”1、提出问题 杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？F1、F2、L1、L2之间存在什么关系呢？2、猜想与假设F1F2o实验探究3、杠杆平衡条件的应用：小结1、通过本节课的学习，你了解了杠杆的平衡条件了么？
2、你了解了研究杠杆平衡条件的方法了吗？
