11.1 杠杆 教案（3课时）

第十一章 简单机械和功
一、杠 杆
★整体设计说明★
本课由投影画面和杠杆实物引入课题，通过自己的体会引入杠杆含义，通过作图引入杠杆的五要素，再设计实验探究杠杆的平衡条件，最后通过图片展示生活中的各种杠杆。这样是为了体现从生活走向物理，从物理走向社会，同时是为了激发学生的学习兴趣。
★教材分析★
杠杆是一种与生活实践密切相关的简单机械，涉及力的基本概念及应用。这一节是前几章力学知识的延续，也是学习滑轮和轮轴等简单机械的基础。本节内容由三部分构成，分别是：杠杆、杠杆的平衡条件、生活中的杠杆。
★教法建议★
为了使学生能较准确地画出力臂，教师有必要讲清力臂的概念，因此把杠杆及力臂的画法单独作为一课时。实验数据处理对学生难度较大，教师要注意根据学生的情况把握好分寸。
★学情分析★
学生已经从生活中获得较多的关于杠杆的感性认识；已经初步掌握物理实验探究的一般过程及方法；对力有所认识，知道力的三要素，会画力的示意图，有初步的作图能力。
★学法引导★
放手让学生动手做实验，认真观察，同时深入思考，然后小组同学之间相互讨论交流，归纳总结。这样来学习，既满足了学生的好奇心，也锻炼了动手能力、沟通能力，自然也加深了对内容的理解。
第一课时
【教学目标】
知识与技能：
1.知道什么是杠杆，能从日常工具中辨认出杠杆。
2.认识杠杆的支点、动力、阻力。
3.理解力臂的概念，会画出杠杆的力臂。
过程与方法：
1.通过杠杆概念的建立，学习理想模型法。
2.通过画力臂，总结出主要步骤。
情感、态度与价值观：
通过杠杆的学习，培养善于观察生活中的物理现象，认识科学技术对人类生活和发展的作用。
【教学重点】
掌握杠杆的五要素。
【教学难点】
动力臂和阻力臂的作图。
【教学方法】
通过数学中点到直线的垂线段的做法，研学力臂的画法。
小组合作，探究，总结力臂的画法，教师点拨。
【教具准备】
PPT课件, 多媒体电脑，实物投影仪，大三角板。
木板、木块、图钉、羊角锤、老虎钳、瓶盖起子等
【课型】新授课 探究课
【教学过程】
激发兴趣
古希腊学者阿基米德曾经说过“给我一个立足点和一根足够长的棍，我就能搬动地球”你知道这句话中的道理吗？在这句话中“一个立足点，一根长棍”指的是什么呢？对，这就是我们这一节课要学习的杠杆。
一、什么是杠杆
活动：拔图钉
做一做：
⑴木板上钉了一只图钉，你能用手把它拔出来吗？(分组实验）
⑵可以选用木块、老虎钳、羊角锤及瓶盖起子把它拔出来。在这些方法中，哪一种方法最省力？
⑶观察课本P2开瓶扳手、钓鱼竿和生活中的工具使用时的特点。
⑷指出用上述方法时，有什么共同之处？
结论：
杠杆的定义：一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。
一根硬棒成为杠杆的要有如下两个条件：
①要有力的作用；
②要能绕着某固定点转动
二、杠杆的五个要素
（1）以拔图钉为例来学习这几个名词。
（多媒体展示，教师示范讲授）
支点：杠杆绕着转动的点（O）
动力：使杠杆转动的力。（F1）
解释：受力物体是杠杆，动力作用点在杠杆上。
阻力：阻止杠杆转动的力。（F2）
解释：受力物体同样是杠杆，阻力作用点也在杠杆上。
动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。（L1）
教师演示:画出支点到动力作用线的垂直距离？
注意：是支点到线的垂直距离，而不是点到点的距离
阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。（L2）
教师演示：画出从支点到阻力作用线的距离
思考：阻力作用线的距离不够长怎么办？（）
注意：是支点到线的垂直距离，而不是点到点的距离
方法提炼
力臂的画法：
1、找支点。
2、画力的作用线。
3、从支点到力的作用线作垂线。
4、标垂足，画大括号，写字母L1或L2。
小试牛刀
画出下图的动力臂和阻力臂。
课堂小结
1.总结知识。
2.评选出表现突出的同学，班内表扬。
【作业设计】
1、下列说法不正确的是（ ）
A、支点到动力的作用线的垂直距离就是动力臂。
B、杠杆的支点一定在动力作用点与阻力作用点之间。
C、使用杠杆时，需要加在杠杆上的动力不仅跟阻力大小有关，还和动力臂和阻力臂的长短有关。
D、当力的作用线通过支点时，力臂长度为零。
课本P8WWW第1题.
3、请画出杠杆的动力臂和阻力臂．

能力提升：
作出下图杠杆受到的动力和阻力臂。
第二课时
【教学目标】
知识与技能：
1.理解杠杆的平衡条件。
2.会确认动力臂、阻力臂，并能进行有关计算。
过程与方法：
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，从中归纳出实验结论的一般方法。
情感、态度与价值观：
认识科学探究中的合作精神。
【教学重点】
探究杠杆的平衡条件。
【教学难点】
杠杆原理的应用。
【教学方法】
师生合作演示实验，分析数据，得出结论。
【教具准备】
杠杆 钩码 铁架台 刻度尺 细线
【课型】
新授课
【教学过程】
一、温故知新：
1.回顾杠杆定义及五要素，导入本节课的学习。
2.复习物体平衡状态，引导学生得出杠杆的平衡状态为静止状态或匀速转动状态。
二、合作探究：杠杆的平衡条件。
1.猜想与假设：
杠杆的平衡条件可能是？（教师引导学生从杠杆五要素中考虑，得出四种可能）
2.设计实验：
器材：杠杆、支架、钩码、刻度尺、细线。
实验表格：（教师引导学生自己设计实验表格）
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 ? ? ? ?
进行实验：
（1）把杠杆安装在支架上，使其能灵活地绕支点转动，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时处于水平静止，达到平衡状态。
（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量。
（3）把支点右边的钩码的重量当做动力，支点左边的钩码重量当做阻力。
（4）量出杠杆平衡时的动力臂和阻力臂，把测得的数值填入表中。
（5）改变力和力臂的数值，再做两次实验，将测量数据填入表中。
4.分析数据，得出结论：
文字表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂
字母表达式：F1L1=F2L2
5.交流与讨论：（课堂升华）
（1）实验前，如何调节平衡螺母？调节至水平位置平衡的目的是什么？
（2）实验过程中，为什么每次都要使杠杆在水平位置平衡？
（3）若弹簧测力计由竖直向下拉变为斜拉，则示数将有什么变化？为什么？
（4）为什么要进行多次实验（能否通过一次数据得出结论）？
（5）由杠杆平衡条件可推出F1/F2= ，可反映出什么问题？
三、课堂小结
在这一节课中我们主要学习了那些知识，请同学们来总结一下。
【作业设计】
1.“探究杠杆平衡条件”的实验中：
(1)实验前没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的螺母向 (选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡，实验前使杠杆水平平衡的目的是 。
(2)实验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距)，但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式( )
A．一个人无法独立操作 B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合 D．力和力臂数目过多
(3)图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码数量及其位置，保持左侧第____格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡。
2.用一根杠杆撬重物，当物重1000N时，手至少要用200N的力才能撬动，若此时阻力臂长20cm，则动力臂的长度应为 _____________ 。（要求写出解题过程）
第三课时
【教学目标】
知识与技能：
通过分析生活中的杠杆，能对杠杆进行分类。
过程与方法：
总结归纳出不同杠杆的特点，培养应用物理知识解决简单问题的能力。
情感态度与价值观：
乐于在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。
【教学重点】
能对杠杆进行分类。
【教学难点】
总结归纳出不同杠杆的特点。
【课型】 新授
【教学过程】
一、重温“杠杆的平衡条件”的探究过程
二、杠杆的分类
通过列举实例：撬棒 镊子 天平，根据杠杆的平衡条件分析动力臂与阻力臂，动力与阻力之间有什么关系？总结出三类杠杆如下：
1、杠杆的分类：
a.动力臂大于阻力臂，因此动力 阻力，这是 杠杆；
b.动力臂小于阻力臂，因此动力 阻力，这是 杠杆；
c.动力臂等于阻力臂，因此动力 阻力，这是 杠杆。
2、列举生活中的各种杠杆，对其进行杠杆分类，并说出分类的理由
省力杠杆：______________________
费力杠杆：______________________
等臂杠杆：_____________________
3、对课本P5《生活.物理.社会》中的剪刀进行分类？
三、课堂小结：
a、通过以上分析我们发现,使用杠杆都有一定的目的性：
为了省力，我们要选择________,但它的弊端是_______
为了省距离，我们要选择________,但它的弊端是_______

b、杠杆的特点：
省力杠杆：省?????? ，却费???????? 。
费力杠杆：费?????? ，却省???????? 。
等臂杠杆：不能省?????? ，也不费???????? 。
思考：有没有既省力又省距离的杠杆？
C、 方法提炼。
回顾以上分类方法，主要依据根据__________________________给杠杆分类。
补充：根据生活经验对杠杆进行分类。
【作业设计】
1．关于使用杠杆用力，下列说法正确的是( )
A.使用动力臂长的杠杆省力 B.使用动力臂小于阻力臂的杠杆省力
C.使用阻力臂长的杠杆费力 D.使用动力臂小于阻力臂的杠杆费力
2．如下图左是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个_____（填“省力”或“费力”）杠杆，若箱子和物品共重100N，设此时动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力F 为______N。
下面举出的是几种根据杠杆原理制成的工具：A.钳子；B.铡刀；C.镊子；D.理发剪子；E.剪铁皮剪子；F.天平；G.定滑轮；H.起钉锤；I.指甲刀；J.起子； K.缝纫机踏板。
其中________是省力杠杆，________是费力杠杆，________等臂杠杆。