沪科版物理八年级下学期：10.1 科学探究：杠杆的平衡条件 导学案（含答案）

科学探究：杠杆的平衡条件 导 学 案
导学目标
1. 通过观察、体验建立杠杆概念;
2. 知道杠杆五要素;
3. 会画杠杆示意图;
4. 知道杠杆平衡含义，能用实验探究杠杆平衡条件，通过观察和实验，理解杠杆平衡条件。
重点难点
1. 杠杆的五要素?画力臂?探究杠杆的平衡条件；2. 把实物抽象成杠杆，理解力臂的概念。
导学过程
一、杠杆的基本概念
（一）、思考：如何用一根硬棒撬起一块很重的石头？

1、杠杆定义： 。
2、联系生活中用的跷跷板、压水井、羊角锤等工具，思考它们在使用的过程中有什么共同点？ ⑴都是___棒 ⑵工作过程中都在________，转动过程中只有一点_____。
（二）、杠杆的五要素
1、以使用杠杆撬石头为例，找到杠杆的五要素： （可能会有两种答案）
2、五要素：
支点： 用符号 表示；
动力： 用符号 表示；
阻力： 用符号 表示；
动力臂： 用符号 表示；
阻力臂： 用符号 表示；
3、生活中的杠杆实例： 。
（三）、力臂的画法
1、力臂的画法，先明确_ __________，再作出使杠杆转动的力和阻碍杠杆转动的力，即___________力和_________力，要注意，这两个力都是杠杆受到的力，作用点就都应在__________上；再由支点向这两个力的作用线作_______线，分别标志出________到两个垂足的距离，即为_____________和________________。做到由浅入深，循序渐进。
2、画力臂的步骤：“一找点，二画线，三作垂线，四标注”
※ 强调注意：
1）力臂是支点到垂足的距离，不是支点到作用点的距离，因此力臂不一定在杠杆上。
2）力的作用线是一条直线，没有方向。
3）作图细节方面：力臂，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 标记；5个名词必须用正确的字母表示。
二、杠杆的平衡条件
1、什么是杠杆的平衡状态？杠杆的平衡是指杠杆处于 或者
2、猜想：杠杆的平衡可能与哪些因素有关?
3、实验设计
1）所需器材： ， ，
2）研究杠杆平衡条件的实验：实验时，应注意以下几点：调节杠杆自身，使它静止时处于水平位置，每次都要求杠杆静止时处于水平位置，这样力臂的数值就能杠杆上直接读出；
3）实验步骤：
1.调节杠杆在水平位置平衡。
2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在杠杆右侧竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数F1，钩码对杠杆的拉力F2是阻力。
3.只改变钩码数量（即只改变F2）或只改变钩码的位置（即只改变l2），或只改变弹簧测力计的位置（即只改变l1），分别观察弹簧测力计的示数变化，得出三组数据，记录在表格中：
4）需要测量的量： ， ， ， 。
5）记录数据的表格：
试验次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
2
3
分析比较表中数据，得到结论：杠杆的平衡条件也叫做杠杆原理：
数学表达式： 。
三、杠杆的的应用和分类
杠杆可分为三类：
1、省力杠杆：力臂关系 ，力的关系 ， 省距离。
实例：
2、费力杠杆：力臂关系 ，力的关系 ， 省距离。
实例：
3、等臂杠杆：力臂关系 ，力的关系 ， 省距离。
实例：
四、你我共同来闯关（当堂检测）
1.如图10.1-1中属费力杠杆的是

图10.1-1 图10.1-2 图10.1-3
2.如图10.1-2所示，一名同学在做俯卧撑，如果把人的躯干看作一个杠杆，这是一个________（填“省力”或“费力”）杠杆，该杠杆的支点是________（填图中字母）。
3.如图10.1-3所示，轻质杠杆支点为O，在已调平的杠杆两端分别挂上一些钩码，每一个钩码的质量相等，杠杆恰好在水平位置平衡，如果两边各拿走一个钩码，杠杆将 ( )
A．仍保持平衡并静止 B．不平衡，顺时针转动
C．不平衡，逆时针方向转动 D．匀速转动
4.以下是小丽和小宇同学在研究“杠杆平衡条件”的实验出现的情况：
⑴在进行实验时，应先调节杠杆使它在 位置静止，在这一位置静止的好处是 。若杠杆被支起后，左端高右端低，则应进行的操作是 。
⑵小丽在实验时，忘了一部分数据的记录，请你帮助完成下表：
次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2
0.01
1
2
0.03
4
0.06
⑶实验时，老师只给小丽10个相同的钩码，当在杠杆的左端挂上如图10.1-4位置的三只钩码时，则为使杠杆平衡，小丽应在杠杆的另一端的什么位置处挂几个钩码？ ；
图10.1-4 图10.1-5
⑷当小宇在拉着弹簧测力计使杠杆在如图10.1-5位置平衡，读出测力计的示数，并从杠杆上直接读出对应的力臂，结果发现：动力×动力臂≠阻力×阻力臂，于是小宇说，杠杆平衡条件在此种情况不成立，你知道其中的原因吗？ 。
五、我们一起谈收获
导学案答案：
导学过程
一、杠杆的基本概念
在物理学中，在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒；硬；转动；不动；杠杆绕着转动的固定点；O；是杠杆转动的力；F1；阻碍杠杆转动的力；Ｆ２；从支点到动力作用线的距离；Ｌ１；从支点到阻力作用线的距离；Ｌ２；钳子、镊子、起子等；支点；动力；阻力；杠杆；垂线；支点；动力臂；阻力臂；
二、杠杆的平衡条件
匀速转动；静止；杠杆；弹簧测力计；钩码；动力F1；动力臂L1；阻力F2；阻力臂L2；表格略；动力×动力臂=阻力×阻力臂；F1L1=F2L2
三、杠杆的的应用和分类
动力臂大于阻力臂；动力小于阻力；省力不；起子、撬棒等；动力臂小于阻力臂；动力大于阻力；费力；钓鱼竿、镊子等；动力臂等于阻力臂；动力等于阻力；不省力不；天平等
四、你我共同来闯关（当堂检测）
1.C 2.省力；B 3.C 4.水平；能够直接在杠杆上读出力臂的大小；向左调节平衡螺母；0.02；8；6号位置挂2个或4号位置挂3个或3号位置挂4个或2号位置挂6个；测力计对应的力臂读错了；