第二课时 杠杆的分类
教学目标
【知识与技能】
能根据杠杆的特点，以及作用效果等进行分类．
【过程与方法】
在对实例的调研、分析和解释中进一步理解和应用杠杆平衡条件，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题．
【情感、态度与价值观】
运用学过的科学知识解释生活中的杠杆，进一步感受到生活和科学的关系．
重点难点
【重点】
结合生活中的实例，理解省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的定义和特点．
【难点】
结合生活中的实例，理解省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的定义和特点．
教学过程
知识点 生活中的杠杆
【自主学习】
阅读课本P94－96，完成以下问题：
杠杆可分为等臂杠杆、省力杠杆和费力杠杆．
【合作探究】
演示一 等臂杠杆
1．如图所示是一托盘天平，根据杠杆示意图观察它有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下．
答：天平的动力臂与阻力臂相等，是一种等臂杠杆．
2．等臂杠杆平衡时力的关系及力臂的关系是怎样的？
答：L1＝L2，F1＝F2.
3．等臂杠杆的特点是什么？
答：不省力，不费力．
演示二 省力杠杆
1．如图所示的是撬棒，根据杠杆示意图观察它有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下．
答：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是一种省力杠杆．
2．省力杠杆平衡时力的关系及力臂的关系是怎样的？
答：L1>L2，F13．省力杠杆的特点是什么？
答：省力，费距离．
4．生活中常见的省力杠杆有哪些？
答：汽车的刹车板、手推车、瓶起子、道钉撬、羊角锤、铡刀等．
演示三 费力杠杆
1．如图所示的是缝纫机的脚踏板，根据杠杆示意图观察它有什么特点？再根据杠杆平衡条件判断一下．
答：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，是一种费力杠杆．
2．费力杠杆平衡时力的关系及力臂的关系是怎样的？
答：L1F2.
3．费力杠杆的特点是什么？
答：费力，省距离．
4．生活中常见的费力杠杆有哪些？
答：镊子、缝纫机的脚踏板、钓鱼竿、肱二头肌、肱三头肌等．
知识拓展 轮轴
轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成．习惯上把大轮叫轮，小轮叫轴．轮轴可看作是杠杆的变形．
1．轮轴实质上一个什么机械？
答：轮轴实质是一个可连续转动的杠杆，支点在轮和轴的轴线上．
2．轮轴的计算公式是什么？
答：如图所示的轮轴中，由杠杆平衡条件有F1R＝F2r或＝.
【教师点拨】
省力的杠杆必费距离，费力的杠杆必省距离，既省力又省距离的杠杆是不存在的．
【跟进训练】
如图所示的工具中，使用时属于省力杠杆的是( A )
羊角锤
镊子 钓鱼竿
筷子
A
B C
D
课堂小结
杠杆类型
杠杆特点
杠杆优点
杠杆缺点
杠杆类型
省力杠杆
L1＞L2，F1＜F2
省力
费距离
省力杠杆
费力杠杆
L1＜L2，F1＞F2
省距离
费力
费力杠杆
等臂杠杆
L1＝L2，F1＝F2
既不省力也不省距离
等臂杠杆
练习设计
完成本课对应训练．第九章 机械和功
第1节 杠 杆
第一课时 杠杆及杠杆的平衡条件
教学目标
【知识与技能】
1．通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取共同的特征，并能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置．能准确地画出杠杆的动力臂和阻力臂．
2．通过参与科学探究活动，能对杠杆平衡条件进行猜想和假设，并设计出验证方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆平衡的条件．能应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题．
【过程与方法】
1．通过观察和实验、感知杠杆，培养观察能力．
2．通过实验探究，总结归纳出杠杆的平衡条件，培养初步的分析概括能力、收集信息和处理信息的能力．
【情感、态度与价值观】
使学生感受到杠杆在生活中有广泛的应用，提高探究的乐趣．
重点难点
【重点】
杠杆平衡条件．
【难点】
力臂的概念和画法．
教学过程
知识点一 杠杆
【自主学习】
阅读课本P92－93，完成以下问题：
1．人类在漫长的历史中创造了各种各样的工具，使工作更省力、更方便，这些工具统称为机械．
2．杠杆是最简单的机械．只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看作杠杆．
【合作探究】
探究一 杠杆
1．如图所示，羊角锤的工作特点是什么？
答：(1)材质偏硬．(2)在力的作用下绕某一点转动．
2．用长木板绕固定点转动，能撬动重物吗？说明了什么？
答：能撬动；说明物体只要是硬的就行，跟形状无关．
3．什么是杠杆，其定义内容是什么？
答：我们把在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫作杠杆．
4．生活中常见的杠杆有哪些？
答：常见的杠杆有钢丝钳、杆秤、瓶盖起子、道钉撬、火钳、独轮车等．
演示 杠杆的五要素
支点(O)：杠杆绕着转动的支撑点．
动力(F1)：使杠杆转动的力．
阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力．
动力臂(L1)：从支点到动力作用线的距离．
阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的距离．
1．如何确定杠杆的五要素？
答：①找出支点的位置；②确定动力、阻力；③从支点作动力、阻力作用线的垂线，标垂足，确定动力臂和阻力臂．
2．如图杠杆OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平位置平衡，画出力F的力臂L及杠杆的重力．
答：
【教师点拨】
对杠杆五要素的理解：
(1)三点的统一性：支点、动力的作用点、阻力作用点一定在同一杠杆上，且可以在杠杆的任意位置．
(2)两力的相对性：动力和阻力是相对而言的，不论是动力还是阻力，杠杆都是受力物体，动力和阻力的作用效果正好相反．
(3)力臂的可变性：力臂可以在杠杆上，也可以不在杠杆上，如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零．
(4)力的作用线：过力的作用点，沿力的方向所画的一条直线(用虚线表示)．
【跟进训练】
关于杠杆，下列说法中正确的是( C )
A．杠杆一定是一根直的硬棒
B．杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
C．力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
D．作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力相反
知识点二 杠杆的平衡条件
【自主学习】
阅读课本P93－94，完成以下问题：
杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时，称为杠杆的平衡状态．
【合作探究】
探究二 杠杆的平衡条件
杠杆的平衡跟哪些因素有关呢？
答：猜想假设：类似于二力平衡条件，杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂可能存在某些数学运算相等的关系．
实验设计：利用下图所示装置，多次调节钩码个数及位置，使杠杆平衡，记录并分析数据，得出结论．
实验过程：①调节平衡螺母，使杠杆水平平衡．②在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡．将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录在表格中．③改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验．④在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡．将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录表格中．
实验数据：
次数
动力F1/N
阻力F2/N
动力臂L1/m
阻力臂L2/m
1
0.5
1.0
0.2
0.1
2
1.5
1.0
0.2
0.3
3
2.0
4.0
0.2
0.1
数据分析：由表格中的数据可知，动力与动力臂的乘积恰好等于阻力与阻力臂的乘积．
实验结论：杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂；即F1L1＝F2L2.
【教师点拨】
1．实验开始时调节杠杆平衡的方法：左高左调，右高右调．
2．进行多次实验的目的是避免出现偶然性，使结论更可靠．而不是为了减小误差．
3．实验中让杠杆在水平位置平衡，目的是便于直接从杠杆上读出力臂．杠杆平衡时，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．
【跟进训练】
杠杆平衡时，动力F1的大小为10
N，动力臂L1为0.2
m，阻力臂L2为0.5
m．求阻力F2的大小．
解：由题意可知，F1＝10
N，L1＝0.2
m，L2＝0.5
m，由杠杆的平衡条件可得：F1L1＝F2L2，则F2＝＝×10
N＝4
N．
课堂小结
1．杠杆
(1)定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒称为杠杆．
(2)杠杆的五要素
2．杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2
练习设计
完成本课对应训练．
