初中物理电子教案
执教:
年级
课题
日期
杠杆的应用
教学
目标
知识与技能
1、知道根据杠杆的平衡条件,杠杆的应用分三种情况及三种杠杆的特点,会举例说明。
2、能用杠杆的平衡条件解决简单的问题和进行简单的计算。
过程与方法
1、回顾杠杆相关知识,认识杠杆的结构与特点。
2、通过对三类杠杆的特点及应用的辨析,感受机械在日常生活中的重要性。
情
感
态
度
与
价
值
观
1、通过杠杆的应用,体验“从生活走向物理,从物理走向社会”。
2、在活动中感悟物理中的科学精神。
教材
分析
教学重点
利用杠杆的知识解决实际问题。
教学难点
利用力臂的知识判断杠杆的省力情况。
相关链接
杠杆的平衡。
教学目标达成
人人掌握(A)
三类杠杆的辨析。
部分人掌握(B)
三类杠杆的作用。
渗透(C)
三类杠杆的工作特点与计算。
教具
钢丝钳、镊子、核桃夹。
课时
1课时
课件内容
教学过程(师生活动及预测和对策)
教后记
分目标:知道惯性的条件。(A)
师:上节课,我们学习了杠杆的平衡条件,我请一位同学来回答,帮助大家巩固!
生:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
师:大家说,他回答得对吗?
生:对。
师:很好。杠杆的要保持平衡,必须满足这个条件,用公式来表达就是:F1×L1=F2×L2,或者F1÷F2=L2÷L1。
板书:F1×L1=F2×L2
师:我们在生活中经常会用到各种不同的杠杆,在第一节课上,我们已经认识了很多中不同的杠杆。下面,请大家把活动卡打开,翻到第6页,大家人不认识这两件工具?
生:认识。
师:他们分别是什么工具呢?
生:是老虎钳和剪刀。
师:对,更加确切地说,是钢丝钳和理发剪刀。请问,钢丝钳和理发剪刀的区别在哪里?
生:钢丝钳的刀口短,而手柄长;但是理发剪刀刀口长,手柄短。
师:大家都观察得非常仔细。现在,老师这里有一段电线和一张薄纸,我要请两位同学上台来,分别选用一件工具,来割断电线、剪开薄纸。
生:(上台选择了合适的工具,并且完成了试验的操作。)
师:很好,两位同学都选择了合适的工具,并且顺利地完成了试验。请问,割电线的同学选用的是哪种工具?
生:是钢丝钳。
师:那么剪开薄纸的同学选用的是哪种工具呢?
生:是理发剪刀。
师:那么,现在,我请两位同学交换一下工具,再来完成刚才的工作。
生:(费了九牛二虎之力任然没办法完成。)
师:两种工具都是我们熟悉的杠杆,那么为什么一种杠杆可以轻易完成的工作,而另一种杠杆却很难办到呢?它们之间究竟究竟有什么本质的区别呢?让我们带着疑问一起来学习!
师:请一位同学先上台来,根据老师给出的作用在切纸机上的支点、动力和阻力,分别用规范的格式画出动力臂和阻力臂。
生:(上台用三角尺画出动力臂和阻力臂。)
师:很好,画得很准确,也规范。请大家仔细观察这幅图,比较一下,是动力臂长还是阻力臂长呢?
生:动力臂比阻力臂长。
师:对的,这个就是我们生活中常用的核桃夹。下面老师再请一位同学上台来,根据老师给出的作用在核桃夹上的支点、动力和阻力,分别用规范的格式画出动力臂和阻力臂。
生:(上台用三角尺画出动力臂和阻力臂。)
师:这位同学也画对了。请大家再仔细观察这幅图,比较一下,是动力臂长还是阻力臂长呢?
生:也是动力臂长!
分目标:知道省力杠杆。(A)
师:对,我们发现,刚才两个工具的动力臂都比阻力臂要长,是不是?
生:是的。
师:根据我们先前得到的杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,当L1
>
L2时,F1和F2之间存在着怎样的大小关系呢?
生:F1要小于F2。
师:很好。我们发现,这些工具由于动力臂大于阻力臂,所以动力就小于阻力,所以用这类杠杆,我们只要用比较小的力就可以完成很多吃力的工作,或者用一个较小的力撬动一个较重的物体,从而省力!这类杠杆我们称它们为省力杠杆。
板书:省力杠杆。
师:请大家找出这幅图中的杠杆。
生:在这里。
师:属于哪类杠杆?
生:省力杠杆。
分目标:知道省力杠杆的工作特点。(B)
师:接着,我们来进一步研究省力杠杆。我们发现,在这幅图中,杠杆在平衡的时候,动力臂与阻力臂相比,大小关系如何?
生:动力臂比阻力臂长!
师:那么,动力和阻力的关系呢?
生:动力小于阻力。
板书:L1>L2
F1
师:事物都有其两面性,所谓“鱼与熊掌不能兼得”,省力杠杆省了力,却也有其不足之处。
生:什么不足之处?
师:我们接着研究,大家就明白了。老师现在做一个简单的演示试验,在杠杆的左边挂两个钩码,而在其右边,我利用省力杠杆的特点,将杠杆转动到水平的位置,请大家注意观察,并且比较一下钩码上升的距离和我手下降的距离,其大小关系是怎样的呢?
生:钩码上升的距离小于手下降的距离。
师:很好,我们一起来看课件上面的说明。用省力杠杆虽然可以省不少的力,但是我们发现,手移动的距离要比钩码移动的距离大很多。所以省力杠杆省力却费了距离。
板书:省力费距离。
分目标:知道费力杠杆。(A)
师:既然用省力杠杆可以省力,那么是不是所有的杠杆都可以省力呢?
生:不是。
师:大家一定是通过生活中的经验来判断的那么究竟猜测得否准确呢?我们用理论来验证一下,根据杠杆平衡条件:F1×L1=F2×L2,如果L1生:F1
>F2。
师:完全正确。那么这样的杠杆还能不能省力呢?
生:不能了。
师:是的,用这样的杠杆,我们不仅不能省力,而且根据公式,还要费力!所以,我们将其称为费力杠杆。
板书:费力杠杆。
分目标:知道费力杠杆的工作特点。(B)
师:接着,我们来进一步研究费力杠杆。我们发现,在这幅图中,杠杆在平衡的时候,动力臂与阻力臂相比,大小关系如何?
生:动力臂比阻力臂短!
师:那么,动力和阻力的关系呢?
生:动力大于阻力。
板书:L1 F1
>F2。
师:老师刚才用了一个简单的实验,证明了:省力杠杆省了力却费了距离,那费力杠杆呢?
生:会费力但是省了距离。
师:哪位同学能够用老师刚才的所使用的实验器材来证明你的观点呢?
生:在杠杆的左边挂两个钩码,而在其右边,我利用费力杠杆的特点,将杠杆转动到水平的位置,比较一下钩码上升的距离和我手下降的距离,发现钩码上升的距离大于手下降的距离。
师:那么这证明了什么?
生:证明了费力杠杆虽然费了力,却省了距离。
师:很好。这位同学通过实验证明了费力杠杆可以省距离。
板书:费力省距离。
师:那么费力杠杆有什么用呢?我们来看个生活中常见的例子:钓鱼。当鱼游在离河岸很远的湖中时,我们要抓住它们就需要用到什么工具呢?
生:钓鱼竿。
师:那么钓鱼竿属于什么杠杆呢?我们通过画力臂来分析,首先,我们在钓鱼的时候,把鱼竿的一端顶在膝盖上,这点就是这根杠杆的支点。当鱼上钩了以后,我们就要用鱼竿把鱼从水里提出来,手给鱼竿一个竖直向上的提力来作为动力,这个时候,水中的鱼要挣扎,所以,它要在鱼竿的另外一端给鱼竿一个竖直向下的拉力来作为阻力。根据这些条件,我们分别做出动力臂和阻力臂。请大家判断一下,钓鱼竿属于什么杠杆?
生:是费力杠杆!
师:为什么呢?你从哪个方面判断出来的?
生:因为它的动力臂比阻力臂短,所以动力要比阻力大,就是费力杠杆。
师:是的,钓鱼竿虽然属于费力杠杆,但是我们只要把手向上提比较短的一段距离,鱼就能上升很长一段距离,从而被我们提出了水面。
师:学习了省力杠杆和费力杠杆后,你能不能把它们区别开呢?下面就来考考大家,我们回到上课开始时的那个实验。请问,钢丝钳属于什么杠杆?
生:省力杠杆。
师:那么动力和阻力的大小关系是怎样的?
生:动力小于阻力。
师:动力臂和阻力臂的大小关系呢?
生:动力臂大于阻力臂。
师:所以可以省力却要费距离。接着,我通过测量,发现,理发剪刀的手柄到转轴的长度大约是8.5厘米,而刀头到转轴的距离达到了10.5厘米,请问,它又属于什么杠杆?
生:费力杠杆!
师:那么动力和阻力的大小关系是怎样的?
生:动力大于阻力。
师:动力臂和阻力臂的大小关系呢?
生:动力臂小于阻力臂。
师:它的工作特点呢?
生:费力省距离。
师:是的,剪头发不需要很大的力,所以理发师选用费力杠杆,只需要小幅度地动动手指,就可以剪下很多头发,节省了距离。
分目标:知道等臂杠杆。(A)
师:接着,我们还是从杠杆平衡条件的公式出发,F1×L1=F2×L2,如果L1=L2,那么F1和F2之间有什么关系?
生:F1=F2。
师:请大家思考一下,这时,杠杆还能省力或者费力吗?
生:不能。
师:我们来看看这类杠杆的一个基本模型。杠杆平衡时,当动力和阻力的作用线到支点的距离相等,那么动力臂和阻力臂的大小关系如何呢?
生:动力臂等于阻力臂。
师:那么动力和阻力的关系又如何呢?
生:动力等于阻力。
师:很好,由于这类杠杆的动力臂和阻力臂大小相等,所以我们称之为等臂杠杆。
板书:等臂杠杆。
板书:L1=L2
F1
=F2。
分目标:知道等臂杠杆的工作特点。(B)
师:那么等臂杠杆能够省力吗?
生:不能。
师:所以等臂杠杆既不能省力,同样也不会费力。那么等臂杠杆能不能省距离?
生:也不能。
师:所以等臂杠杆既不能省距离,也不会费距离。
板书:不省力、不省距离。
师:那么我们在什么情况下,会用到这样的一种杠杆呢?
生:托盘天平。
师:很好。托盘天平就属于很典型的一种等臂杠杆。因为它的动力臂等于阻力臂,所以才能精确地测量物体的质量。而其实,连摩天轮也是一种等臂杠杆。我们一起来通过下面的图片进行分析。首先,摩天轮是绕着中间的轴在进行转动的,所以这点就是支点。我们先研究两个水平的对称的轿厢,左右两个轿厢的质量基本一致,所以它们对于支架的竖直向下的拉力的大小也相等。然后我们分别做出动力臂和阻力臂,发现动力臂和阻力臂的大小情况是怎样的呢?
生:也是相等的。
师:很好,是的,动力臂和阻力臂都等于这个摩天轮的支架的半径,而整个摩天轮是由很多个这样的杠杆组成的,所以,摩天轮属于什么杠杆?
生:等臂杠杆。
分目标:辨析三类杠杆。(A)
师:今天我们将种类繁多的杠杆分为了三类,它们分别是?
生:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
师:那么大家能不能辨别它们呢?我们一起来看看活动卡第七页的图片解读。第一个是什么杠杆?
生:省力杠杆。
师:为什么呢?
生:因为动力臂大于阻力臂。
师:非常好,那么第二个呢?
生:省力杠杆。
师:是的,它的动力臂也大于阻力臂,那么请问第三幅图中的镊子的支点在哪里?
生:在镊子的末端。
师:那么请问第三幅图中的镊子属于什么杠杆?
生:属于费力杠杆。
师:为什么?
生:因为它的动力臂小于阻力臂。
师:接着,请大家在三幅图中选出最最合理的一副。
生:第二幅。
师:请问这个杠杆的支点在哪里?
生:在轮轴上。
师:非常正确。那么第二幅图中,这个杠杆属于什么杠杆?
生:属于省力杠杆。
师:所以用第二幅图中的独轮车,才能够提起更多、更重的货物。
师:人的颈椎属于哪类杠杆?
生:等臂杠杆。
师:人的跟腱属于哪类杠杆?
生:省力杠杆。
师:人的前臂属于哪类杠杆?
生:费力杠杆。
师:下面我们来做一个小测试,看看大家在学习了今天的内容后,能不能辨析出下面这些图片中的东西分别属于哪类杠杆呢?
师:接着我们来看下面两幅图片,我用同一把剪刀,却两种不同的方法来剪纸,请问用哪种方法最省力?
生:第一种。
师:所以,要剪厚的纸的时候,我们一般采用第一种方法来剪。那么哪种方法最省距离?
生:第二种。
师:非常正确,看来大家都能够正确地使用杠杆来完成不同的工作了。
课堂小结
师:今天的新知识我们已经学完了,我们一起来复习一下今天所学的内容。首先,杠杆可以分成几种?分别是什么?
生:三种。有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
师:很好省力杠杆的动力臂和阻力臂的关系是怎样的?
生:动力臂大于阻力臂。
师:它的工作特点呢?
生:省力费距离。
师:很好,接着我们来看费力杠杆,它的动力臂和阻力臂的关系是怎样的?
生:动力臂小于阻力臂。
师:很好,那么它的工作特点呢?
生:费力省距离。
师:看来大家都掌握了,好,最后一个,等臂杠杆,它的动力臂和阻力臂的关系是怎样的?
生:动力臂等于阻力臂。
师:那么它的工作特点呢?
生:不省力也不省距离。
布置作业
复习巩固,为本节课的学习打下基础。
研究生活中的各种工具,进行分析,找到其中的不同点。
创设情景,给学生思考和讨论的机会。
通过力臂的作图,找到各种不同方杠杆的特点。
通过杠杆的平衡条件,来总结杠杆的特点和作用。
利用类似的方法分析和研究费力杠杆。
在对生活中的一些类似的现象进行分析,进一步加深印象。
对生活中常见的费力杠杆进行分析,研究出费力杠杆的主要作用。
等臂杠杆是比较特殊的杠杆,有了前面的基础,在这里探究就更加顺利。
总结等臂杠杆的特点,对生活中常见的等臂杠杆进行分析。
应用前面的杠杆特点的知识,对生活中的各种杠杆进行区别和辨析。