第1课时 杠杆及其平衡条件
1．知道什么是杠杆，能从常见工具中辨认出杠杆。
2．能够辨认出支点、动力、阻力，会确定动力臂和阻力臂。
3．通过观察与实验，探究并理解杠杆的平衡条件，并能进行简单计算。
1．通过认识生活中的杠杆、认识杠杆五要素的过程，体会科学抽象的方法。
2．经历探究杠杆平衡条件的过程，学会分析实验现象、寻找数据间规律，从而归纳出实验结论的一般方法。
激发物理兴趣，形成探究思维，有小组合作意识。
1．杠杆平衡条件。
2．力臂的概念和画法。
羊角锤、铁架台、钩码、细绳、等分刻度的匀质木尺、多媒体课件等。
一、情景引入
多媒体展示：古埃及人建造金字塔时利用简单机械搬动巨大石块；我国古代利用桔槔在井上汲水；在现代建筑工地上，人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动。让学生找出它们的共同特点。通过这些实例，有效地引起学生的注意，从而导入新课。
二、新课教学
探究点一：杠杆
来看一下羊角锤的工作特点。
学生交流、讨论后得出结论：
1．硬；2.在力的作用下绕某一点转动。
演示：用长木板绕固定点转动撬一重物。
说明物体只要是硬的就行，跟形状无关。同时边说边板书课题。
1．定义：一根硬棒在力的作用下如果能绕固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
让学生再举一些杠杆的实例(如活塞式抽水机、跷跷板)以巩固对定义的理解。
2．杠杆的五要素：
支点：杠杆绕着转动的点叫支点，用字母O表示。
动力：使杠杆转动的力，用字母F1表示。
阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母F2表示。
那么要产生同样的效果，施加力的大小、方向是否一样呢？
让学生按下图所示分别操作。
(1)分别按图甲三个位置沿图示方向向下施力使杠杆静止。
提问：三次施加的力的大小是否一样？
答：不一样。(大小关系能回答出来)
这说明要使杠杆保持这种状态，力的大小跟什么有关？
学生会回答跟作用点和支点的远近有关，且距离越大，力越小。
(2)老师不加解释，再让学生按图乙所示施加力使杠杆保持静止，学生会发现虽然作用点相同，即作用点和支点的远近相等，但力的大小却不同，且F1>F2。提问：想一想，力的大小跟什么有关呢？
学生无法解释(必然产生强烈的求知欲)，这时让学生在练习纸上画出过支点O作沿F1、F2方向的直线的垂线段(这一点有些学生的知识准备可能不足，老师可先观察，若学生画得很好，老师就略画一下，若不行，老师就得详细示范给学生看)，并标上l1、l2。
问：l1、l2哪个大？F1、F2哪个大？
老师再来解释要使杠杆保持静止状态，力的大小不是跟支点到力的作用点的距离有关，而是跟支点到刚才的直线的距离有关，我们把沿力的方向所画的直线叫力的作用线，过支点到力的作用线的距离叫力臂。
动力臂：支点到动力作用线的距离，用字母l1表示。
阻力臂：支点到阻力作用线的距离，用字母l2表示。
3．请同学们画出下图的力臂。
教师巡回指导，注意发现比较典型的错误，反馈点拨。然后教师归纳总结，画力臂的步骤：
(1)确定支点；
(2)确定力的作用线；
(3)过支点到力的作用线作垂线；
(4)标垂足，定力臂。
探究点二：杠杆的平衡条件
我们把刚才杠杆所处的状态叫杠杆的平衡，所谓杠杆的平衡就是杠杆处于静止状态，那么杠杆的平衡跟哪些因素有关呢？
探究：杠杆的平衡条件
1．猜想。
2．设计实验。
3．进行实验：
①把杠杆用细线挂在铁架台上，调节两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡(便于测量力臂)。
②给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡。这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重力。
把支点右边的钩码重力当作动力F1，支点左边的钩码重力当作阻力F2；量出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把相应的数值填入表中。
③改变力和力臂的数值，再做两次实验。
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/m
阻力
F2/N
阻力臂
l2/m
1
2
3
4.分析论证，得出结论：根据表中的数据进行分析，例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算，找出它们之间的关系。
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
即：F1l1＝F2l2
它的含义：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。
三、板书设计
第1节 杠杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
1．杠杆的定义：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒叫作杠杆
2．杠杆的五要素：
(1)支点：杠杆绕着转动的点
(2)动力：使杠杆转动的力
(3)阻力：阻碍杠杆转动的力
(4)动力臂：从支点到动力作用线的距离
(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离
3．杠杆的平衡：
当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了
4．杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
写作：F1·l1＝F2·l2
它的含义：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一
杠杆在生活和生产中有着广泛的应用，学好这部分知识具有重要的实际意义。杠杆是一种重要的简单机械，也是学习滑轮、轮轴等其他一些简单机械的基础。大部分学生对生活中的杠杆比较熟悉，也很感兴趣；但对杠杆的“五要素”及杠杆的平衡条件，还不清楚。通过本节课的学习，可以把学生的感性经验上升为理性认识。另外，让学生亲自经历探究杠杆平衡条件的全过程，有利于培养学生科学探究的能力。
第2课时 杠杆的类别与应用
1．知道杠杆种类及三种杠杆的特点；能从常见工具和简单机械中识别出杠杆并能进行分类。
2．知道杠杆的平衡条件。
3．会画力臂；能用杠杆平衡条件进行计算。
1．经历绘制杠杆示意图的过程，体会科学抽象的方法。
2．练习使用杠杆，体会杠杆的作用，提高观察力、抽象概括能力。
1．关心生活、生产和自然现象中杠杆的使用，体验科学源自生活，提高对生活的关注和对科学的学习兴趣。
2．乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，具有利用杠杆方便自己工作的意识。
杠杆种类及特点，杠杆平衡条件的应用。
画力臂，识别杠杆。
筷子、镊子、多媒体课件等。
一、情景引入
我们先来听一个小故事：“只要您让我有一个地方站着，我就可以把地球推动起来。”古希腊物理学家阿基米德对国王说。“哈哈！你太会吹牛了！”国王大笑着说，“你先给我推动一样东西看看，看你讲的话怎么样！”当时，国王造了一只很大的船，可是没有办法推到水里去。即使把全城的人都集合起来，恐怕也不能推动。国王对阿基米德说：“那么，就请你来帮忙吧，把这条船推动到水里去吧，我的吹牛家！”阿基米德满口答应。他精心设计了一套复杂的杠杆和滑轮组合成的机械，末端留了一条拉绳，然后请国王来看表演。这一天，海边人山人海。那艘大船，长十几丈，高几层楼，确实是一个庞然大物。阿基米德将那一条小绳交给了国王，说：“请你拉一下吧，一切就都解决了。”国王半信半疑，手里拿着绳子，先看了看，然后轻轻一拉，奇迹出现了：大船移动起来，渐渐地向海里滑去，就像变魔术一样。国王瞪大了眼睛，张着嘴半天才说：“这，这是怎么回事，莫非有上帝在相助？”顿时，岸上爆发出一阵欢呼声。在这个小故事里，聪明的阿基米德巧妙地运用了杠杆，今天我们就来学习杠杆的应用。
二、新课教学
探究点：杠杆的类别及应用
多媒体展示：跷跷板。
从幼儿园放学后的小明、小伟和大勇正在玩跷跷板，他们三人一起站在跷跷板上，站在同一边的小明、小伟一下子将大勇翘了起来，大勇怎样才能将他们两人翘起来呢？
大勇迅速滑向跷跷板的外端，也就是增加大勇的重力的力臂，这样大勇一个人就可以将他们两个人翘起来。对于大勇来说跷跷板这时候就是一个省力杠杆。
那么小明、小伟怎样才能将大勇再次翘起来？坐在哪里才能使跷跷板平衡？他们可以像大勇一样，通过增加力臂的方法，滑向跷跷板的外端；还可以再加上一个人，通过三个人的力量将大勇翘起来。这时对于他们三人来说，跷跷板就是一个费力杠杆。
通过上面的动画可知，杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆，另外还有一种等臂杠杆。
下面请同学通过列举事例或实验说明日常生活中一些杠杆的作用，并加以区分。
1．省力杠杆
多媒体展示：压水机的手柄杠杆示意图。
请同学们根据杠杆示意图发现它有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下。
归纳总结：省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，省力但费距离。
请同学们回答在日常生活中有哪些省力杠杆？
多媒体展示省力杠杆如：铡刀(图甲)、瓶盖起子(图乙)、独轮车(图丙)。
2．费力杠杆
多媒体展示：铁锹挖土。
请同学们根据杠杆示意图发现它们有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下。
归纳总结：费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，费力但省距离。
请同学们回答在日常生活中有哪些费力杠杆？
展示费力杠杆，如筷子、镊子等。
筷子简介：筷子，被外国人誉为“东方的文明”。它的使用，标志着中华民族文明的进步。美国哈佛大学一位人类学家认为，中国最古老的筷子的出现，大约是在公元前1200多年以前，比西方人使用刀叉要早几百年。
3．等臂杠杆
多媒体展示：天平。
特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。
等臂杠杆最重要的应用是天平，天平是支点在中间的等臂杠杆。
多媒体展示：人体内有许多骨骼、关节构成的杠杆。
教师结合一些具体的动作(例如举、拿、抬、踢等)来讲解这些杠杆是如何工作的。
三、板书设计
第1节 杠杆
第2课时 杠杆的类别与应用
通过本节课的学习，使学生领悟到杠杆的理论知识来源于实践，反过来又指导实践；并且让他们知道杠杆在我国古代就有了许多巧妙应用，大约在三千多年前就有用来捣谷的舂，用来井上汲水的桔槔，还有能够做精确称量的天平和杆秤。这些在古书《墨经》中就有相关记载，同学们应该为祖国悠久的文化历史感到自豪。
