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沪粤版八年级物理第六章第五节《探究杠杆平衡条件》课时教学设计
课题 探究杠杆平衡条件 单元 学科 物理 年级 九年级
学习目标 教学目标知识与技能 ：⒈知道什么是杠杆。能从常见的工具中辨认出杠杆。能根据实物画出杠杆示意图。⒉了解杠杆的平衡条件，会利用杠杆平衡条件解决一些简单问题。过程与方法：3、通过实验，探究杠杆的平衡条件，初步领会到从具体到抽象的方法情感态度与价值观：通过了解杠杆在实际中的应用，体会物理知识是有用的，培养学生对科学的兴趣
重点 探究杠杆的平衡条件、并应用它分析有关问题
难点 力臂的概念及其画法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 演示：自制蜡烛跷跷板，跷跷板为什么能上下转动 学生讨论、思考 激发学生的学习兴趣
讲授新课 （一）、探究跷跷板中的道理1．提出问题：看图，你能提出哪些问题：跷跷板为什么能上下转动？ 跷跷板受到哪些力的作用？怎样才能使跷跷板保持水平平衡状态？ 2．设计方案 （1）、学生结合插图进行交流讨论 （2）、讲解：为了便于探究跷跷板 ( http: / / www.21cnjy.com )怎样才能成水平状态，我们可采取转换法。用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码和弹簧测力计代替人进行实验研究。 （3）、学生阅读课本，明确实验步骤及记录观察的物理量3.进行实验：老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、解决问题。 完成实验后，任意选择三组，请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。4.分析论证：将三组中的实验数据任意各取一组填入表格中，讨论可得到什么结论 ( 杠杆平衡的条件 ) 。 教师可提出各种猜想，加减乘除关系都可。5、讲解：杠杆中有几个重要的概念：杠杆: 支点: 绕着转动的点叫做支点演示实验：沿不同方向拉弹簧测力计，使杠杆平衡，观察两次的拉力是否相同，想想为什么？力臂：从支点到力作用线的距离L1和L2叫做力臂；动力的力臂叫动力臂；阻力的力臂叫阻力臂；杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做平衡。小结：杠杆平衡条件：F1L1=F2L26.拓展与练习：（1）、下图所示杠杆，OA ( http: / / www.21cnjy.com ) 长20cm，AB 长60cm，现在 A 处挂一重200N的物体，若使 B 处的弹簧秤示数最小，弹簧秤的方向怎样？弹簧秤的示数是多少？ （2）．如图6-37中大人重750N，小女孩重250N，当大人离跷跷板的转轴0.5m时，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？（3）、画力臂：方法指导：（1）、确定支点：在分析支点时， ( http: / / www.21cnjy.com )我们可以假想杠杆发生转动，杠杆围绕哪一点转动，哪一点就是支点。（2）、画力的作用线：力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起，沿力的方向所画的直线，（3）、从支点向力的作用线画垂线；就是力臂 （4）、标出力臂。在黑板上画出各杠杆的示意图，画出它们的支点、动力和阻力。 如：铡刀、瓶盖起子、独轮车、。由3名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂，巡回指导，最后进行讲评。巩固提升1、（2017 威海）如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下，在水平方向处于静止状态，请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图． ( http: / / www.21cnjy.com ) 2、2．（2017 烟台）如图为吊车起吊货物的工作示意图，请在图中画出动力、阻力和阻力臂． ( http: / / www.21cnjy.com )3．（2017 连云港）如图所示，在均 ( http: / / www.21cnjy.com )匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A，B两处各加1个钩码，那么杠杆（ ）A．右边向下倾斜 B．左边向下倾斜C．仍保持水平位置平衡D．无法确定杠杆是否平衡 ( http: / / www.21cnjy.com )4．（2017 襄阳）小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验．（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向___端调节，直到杠杆在水平位置平衡．（2）得出杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力臂”后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系．实验过程中，保 ( http: / / www.21cnjy.com )持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂L1的数据，并绘制了F1与L1的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L1为0.1m时，F1为_______N． ( http: / / www.21cnjy.com )5.（2017 广东）(2)如题1 ( http: / / www.21cnjy.com )5—2图所示，利用羊角锤撬起钉子，请你在羊角锌A点处画出所能施加最小动力F1，并画出阻力F2的阻力臂L2。 ( http: / / www.21cnjy.com )6．（2017 安顺）某同学用图所示装置做探 ( http: / / www.21cnjy.com )究杠杆平衡条件的实验，图中杠杆匀质且均匀刻度．当杠杆水平平衡后，在左侧第2格挂3个相同的钩码，则应在右侧第3格上挂_____个相同的钩码才能使杠杆水平平衡；若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“增大”、“减小”或“不变”）． ( http: / / www.21cnjy.com )7.（2017 南京）如图 ( http: / / www.21cnjy.com )乙所示，是一个电热水壶的简易图，在图中画出它所受重力的示意图（B为重心）；用力作用在壶盖上A点时，可将壶盖打开，请在A点画出所需最小力F的示意图（O为支点） ( http: / / www.21cnjy.com )8、（2017 自贡）如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在标杆两边的钩码下再一个钩码（钩码的质量都相同），杠杆将（ ）A、还继续处于水平平衡 B、右端上升，左端下降 C、右端下降，左端上升 D、无法确定杠杆的运动状态 ( http: / / www.21cnjy.com )7、讨论：由杠杆的平衡条 ( http: / / www.21cnjy.com )件，可以得到当力不相等时，对应的力臂也不等。可将杠杆分为三类：省力杠杆，费力杠杆，等臂杠杆。它们与力臂的关系是怎样的？（二）生活中的杠杆 1、学生观察书上图6－42：生活中的常见的杠杆。画出它们的力臂，并对它们进行分类 2、多媒体展示生活中的各种杠杆及人体中的杠杆小结：阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”阿基米德说这句话的根据是什么 你认为这可能吗？巩固提升1、1、如图所示，要使杠杆平衡，可在N点施加F1、F2、F3、F4几个力，其中最小的一个是（ ）A、 F1 B、 F2 C、 F3D、 F4（2017 潍坊）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）3．（2017 聊城）如图所示，在“探 ( http: / / www.21cnjy.com )究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆．使杠杆在水平位置平衡时．下列说法正确的是（ ）A．动力臂为0.08m B．此时为省力杠杆C．弹簧测力计的示数为4N D．钩码总重为2N4、（2017 烟台）踮脚是一项很好的 ( http: / / www.21cnjy.com )有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）A．脚后跟是支点，是省力杠杆B．脚后跟是支点，是费力杠杆C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆（2017 天水）如图所示，质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上，另一端与支点O连接，在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂．8．（2017 遵义）小锦小组用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码质量相等．（1）将杠杆的中点置于支架上，当杠 ( http: / / www.21cnjy.com )杆静止时，发现杠杆左端下沉，他将杠杆左端平衡螺母向右调节到最大限度后，杠杆左端仍有轻微下沉，这时他应将右端的平衡螺母向 _______ 端调节，才能使杠杆在水平位置平衡（2）如图甲所示，是他在探究过程中的一个 ( http: / / www.21cnjy.com )情境，接下来他在两边钩码的下方各加一个相同的钩码，并将左端钩码移到左端离支点第三格处，为了使杠杆在水平位置平衡，他应将右端钩码移动到右端离支点第 四 格处．（3）通过不断改变两端所挂钩码的个数 ( http: / / www.21cnjy.com )和位置，使杠杆在水平位置平衡，并记录各次实验数据，通过对数据分析后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离．与其他小组交流后，他们又做了如图乙、丙、丁三次实验，其中____图所示实验能直接说明该结论是错误的．9、（2017 聊城）如图所示，在“探 ( http: / / www.21cnjy.com )究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆．使杠杆在水平位置平衡时．下列说法正确的是（ ）A．动力臂为0.08m B．此时为省力杠杆 C．弹簧测力计的示数为4N D．钩码总重为2N 学生思考并提出问题学生自学课本，了解实验步骤学生分组实验学生思考分析了解生活中的杠杆及杠杆的分类 培养学生提出问题的能力培养学生的自学能力探究杠杆的平衡条件了解杠杆的有关概念学习应用杠杆的平衡条件解决问题巩固所学知识利用所学知识解决生活中的实际问题
课堂小结
板书
( http: / / www.21cnjy.com )
F2
G
F1
F3
F4
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6.5 探究杠杆的平衡条件
沪粤版 八年级下
学习目标
⒈知道什么是杠杆。能从常见的工具中辨认出杠杆。能根据实物画出杠杆示意图。
⒉了解杠杆的平衡条件，会利用杠杆平衡条件解决一些简单问题。
导入新知
演示：自制蜡烛跷跷板，
问题：跷跷板为什么能上下转动？
新知讲解
一、探究跷跷板中的道理
1．观察图片思考跷跷板中的道理，并提出问题
A、跷跷板为什么能上下转动？
B、怎样才能使跷跷板保持水平平衡状态？
2、设计方案：
1.为了便于探究跷跷板怎样才能成水平状态，可以对它进行简化。
2.用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码和弹簧测力计代替人进行实验研究。
3、阅读课本，明确实验步骤
（1）调节木尺两端的螺母，使木尺在水平位置处于静止状态。
（2）在木尺两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使木尺处于水平静止状态。把O点右方手钩码对木尺的拉力用F1表示，O点左方的钩码对木尺的拉力用F2；用L1、L2表示它们离开悬挂点O的距离。
（3）改变钩码数和它们离开O点的距离，使木尺处于水平静止状态，将各次实验数据填入表中。
4、实验 注意事项
1、在实验前要通过调节木尺两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。
2、挂钩码后，不能再动平衡螺母。
3、读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态。
5、设计记录数据的表格
实验序号 左边 右边 拉力F1/N 距离L1/m 拉力F2/N 距离L2/m
6、进行实验
7、分析数据得出结论
实验序号 左边 右边 拉力F1/N 距离L1/m 拉力F2/N 距离L2/m
1 0.49 0.1 0.98 0.05
2 0.98 0.1 1.47 0.68
3 0.98 0.15 1.47 0.1
结论：F1×L1=F2×L2
二、杠杆的概念
特征：
1.受力的作用
2.绕固定点转动
3.比较坚硬
杠杆定义：
在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
F1
F2
o
支点：杠杆绕着转动的固定点，用0表示。
动力：使杠杆转动的力，用F1表示。
阻力：阻碍杠杆转动的力，用F2表示。
实验：沿不同方向拉弹簧测力计，使杠杆平衡，观察两次的拉力是否相同，想想为什么？
不相同，支点到拉力的距离改变了。
力臂：从支点到力作用线的距离叫做力臂；动力的力臂叫动力臂；阻力的力臂叫阻力臂；
支点：杠杆绕着转动的固定点，用0表示。
动力：使杠杆转动的力，用F1表示。
动力臂：从支点到动力作用线的距离，用L1表示。
阻力：阻碍杠杆转动的力，用F2表示。
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用L2表示。
小结
(二）认识杠杆的几个概念
动力作用线
F1
动力
阻力臂L2
阻力作用线
F2
阻力
动力臂L1
支
点
一“点”——支点O（一定在杠杆上）
动力F1
二“力”——
阻力F2
动力臂L1
二“臂”——
阻力臂L2
杠杆五要素
杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做平衡。
（三）实验结论：
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
这就是阿基米德发现的杠杆原理。
实验讨论：
1、杠杆两端装置的两只可调节螺母，能起什么作用
作用是调节杠杆自身的平衡
2、为什么要求杠杆静止时，处在水平位置呢
因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出。
3、杠杆调平的方法是什么？
“左高左调、右高右调”
（四）画出力臂的方法
一找（找准支点）
二画（画出力的作用线）
三作（作垂线）
四标（标力臂）
L2
L1
o
（五）例题分析
例题1：如图，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知0A=0.8cm，OB=0.5cm,在A点处悬挂一重物G，质量为20牛，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，此时拉力F为多少？
B
A
O
F
解：根据杠杆的平衡条件F1×l1=F2×l2 得：
F1=
F2×l2
l1
=
（20牛×0.008米)
0.005米
=32牛
答：使杠杆在水平位置平衡时拉力F的大小为32牛。
B
A
l1=0.5厘米
F1
l2=0.8厘米
F2=G=20牛
巩固提升
1．（2017 威海）如图所示，轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下，在水平方向处于静止状态，请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图．
2．（2017 烟台）如图为吊车起吊货物的工作示意图，请在图中画出动力、阻力和阻力臂．
3．（2017 连云港）如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A，B两处各加1个钩码，那么杠杆（ ）
A．右边向下倾斜
B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡
D．无法确定杠杆是否平衡
A
4．（2017 襄阳）小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验．
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向_____端调节，直到杠杆在水平位置平衡．
（2）得出杠杆的平衡条件
“动力×动力臂=阻力臂”后，
小明又进一步探究杠杆平衡时
动力和动力臂的关系．实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂L1的数据，并绘制了F1与L1的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L1为0.1m时，F1为_______N．
左
6
5.（2017 广东）(2)如题15—2图所示，利用羊角锤撬起钉子，请你在羊角锌A点处画出所能施加最小动力F1，并画出阻力F2的阻力臂L2。
6．（2017 安顺）某同学用图所示装置做探究杠杆平衡条件的实验，图中杠杆匀质且均匀刻度．当杠杆水平平衡后，在左侧第2格挂3个相同的钩码，则应在右侧第3格上挂_____个相同的钩码才能使杠杆水平平衡；若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
2
增大
7.（2017 南京）如图乙所示，是一个电热水壶的简易图，在图中画出它所受重力的示意图（B为重心）；用力作用在壶盖上A点时，可将壶盖打开，请在A点画出所需最小力F的示意图（O为支点）．
8、（2017 自贡）如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在标杆两边的钩码下再一个钩码（钩码的质量都相同），杠杆将（ ）
A、还继续处于水平平衡
B、右端上升，左端下降
C、右端下降，左端上升
D、无法确定杠杆的运动状态
C
9、（2017 大连）如图所示的撬棒，O为支点，P为石头的重心。请画出动力F的力臂l和石头所受重力G的示意图。
三、生活中的杠杆
（一）杠杆的分类
如果
则
L1
F1
L2
省力杠杆
F2
h1
O
h2
h1 ＞ h2
省力杠杆：
省力费距离
利用杠杆是否一定能省力？
设动力为F1，阻力为F２
由于 F1·l1=F2·l1
如果 l1＜l2
则 F1＞F2
这时杠杆是费力杠杆
我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？
费力杠杆：
费力省距离
O
h1
h2
h1 ＜ h2
由于 F1·l1=F2·l1
如果 l1=l2
则 F1=F2
杠杆是等臂杠杆
（二）判断下面的杠杆是省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆
撬棒---省力杠杆
缝纫机脚踏板---费力杠杆
核桃夹
---省力杠杆
手推车
---省力杠杆
钓鱼竿
---费力杠杆
天平
---等臂杠杆
羊角锤
钳子
裁纸刀
筷子
---费力杠杆
---省力杠杆
---省力杠杆
---省力杠杆
想一想：
1、当杠杆平衡时，动力一定等于阻力吗？
不一定
2、什么情况下使用杠杆能够产生巨大的力，使动力大于阻力？
动力臂大于阻力臂
小结：阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”阿基米德说这句话的根据是什么
杠杆平衡条件
信息浏览
人体内的杠杆
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(见图)，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头，从图里可以看出来低头比仰头要省力。
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，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要花费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以赢得速度。
当你把脚尖翘起来的时候，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。这是一个省力杠杆(如图)，肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。
如果你弯一下腰，肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆（如图)。 所以在弯腰提起时，正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些。以避免肌肉被拉伤。
巩固提升
1、如图所示，要使杠杆平衡，可在N点施加F1、F2、F3、F4几个力，其中最小的一个是（ ）
A、 F1
B、 F2
C、 F3
D、 F4
F2
G
F1
F3
F4
O
B
2、（2017 潍坊）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）
D
3．（2017 聊城）如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆．使杠杆在水平位置平衡时．下列说法正确的是
（ ）
A．动力臂为0.08m
B．此时为省力杠杆
C．弹簧测力计的示数为4N
D．钩码总重为2N
D
4、（2017 烟台）踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）
A．脚后跟是支点，是省力杠杆
B．脚后跟是支点，是费力杠杆
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
C
5．（2017 德州）如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是（ ）
食品夹
裁纸刀
托盘天平
瓶盖起子
A
6、（2017 天水）如图所示，质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上，另一端与支点O连接，在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂．
7.（2017 哈尔滨）如图所示，杠杆水平放置且自重忽略不计，O是支点，左侧挂一重物，动力F1大小为3N，整个装置处于静止状态，则物体的重力为 _______ N．此时杠杆属于 ______杠杆（选填“省力”或“费力”）．
6
省力
8．（2017 遵义）小锦小组用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码质量相等．
（1）将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，他将杠杆左端平衡螺母向右调节到最大限度后，杠杆左端仍有轻微下沉，这时他应将右端的平衡螺母向 _______ 端调节，才能使杠杆在水平位置平衡．
右
（2）如图甲所示，是他在探究过程中的一个情境，接下来他在两边钩码的下方各加一个相同的钩码，并将左端钩码移到左端离支点第三格处，为了使杠杆在水平位置平衡，他应将右端钩码移动到右端离支点第 四 格处．
（3）通过不断改变两端所挂钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡，并记录各次实验数据，通过对数据分析后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离．与其他小组交流后，他们又做了如图乙、丙、丁三次实验，其中____图所示实验能直接说明该结论是错误的．
丁
9、（2017 聊城）如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆．使杠杆在水平位置平衡时．下列说法正确的是（ ）
A．动力臂为0.08m
B．此时为省力杠杆
C．弹簧测力计的示数为4N
D．钩码总重为2N
D
课堂小结
1.杠杆的定义
2.杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
3.杠杆的平衡条件：F1·L1=F2·L2
4、杠杆的分类
省力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
谢谢
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