江苏省仪征市谢集中学九年级物理上册 第十一章 第一节 杠杆教案 苏科版(1).doc

第一节 杠杆教案【教学目标】1、知道什么是杠杆，能人常见的工具中辨认出杠杆；2、会分析杠杆的五要素，找出支点、动力和阻力；3、理解力臂的概念，会画出杠杆的力臂；【教学重点】分析杠杆的五要素【教学难点】画出各种杠杆的力臂【教学用具】木板、图钉、羊角锤、夹子、钳子、起子、螺丝刀、小木块等【教学程序】新课引入我们从初二物理的学习了解了物理学所研究的内容；从初三开始将从另外的体系进行探究学习，因而初二的基础对初三的学习没有影响；本学期开始对任何同学来说都是一个新的开始；本课我们首先来研究简单机械。生活中有很多机械，有的复杂有的简单。我们先来研究最简单的机械杠杆。新课进行一、什么是杠杆？做一做：钉在木板上的图钉，如果要把图钉取出来，你准备怎么办？如何做？（生活应用）（分别由学生上台尝试并简述具体的操作方法）1、例题分析： 撬棒 羊角锤起钉子 滚球针对以上三种物体（机械）通过幻灯展示它们的具体工作过程，并由学生比较归纳它们工作中的共同特点都在转动（它们上都有一点不动）都绕一固定点转动2、定义：杠杆：在力的作用下绕某一固定点转动的硬棒叫作杠杆讨论学生举例：找出生活或生产中你认为与上述工作相类似的工具：钳子、剪刀、夹子、起子、手臂、船浆等说明硬棒的含义：由羊角锤及滚球那些物体形状不象硬棒，那概念中硬棒是作如何理解？让学生根据羊角锤和滚球的工作及配合幻灯再展示发挥想象，把它们变薄、变细、更苗条想象出硬棒入下：说明：杠杆并不是一根直棒，而是在力的作用下绕固定点转动的任何坚硬物体，但它们都可以等效地看作是一根棒，且可以是直的，还可以是弯的。方法指导：在找杠杆时，关键是根据其特点绕某一固定点转动，但一般在试卷上的图都是静止的，而实际找时应把它们看成是活动的，想象其实际工作过程中找出其特点。二、杠杆五要素：1、支点o；绕着转动的固定点叫支点（分别在上三图中找出并由学生标上）2、动力f1：作用在杠杆上，驱使杠杆转动的力3、阻力f2：作用在杠杆上，阻碍杠杆转动的力分析比较f1与f2共同作用在杠杆上，即其受力物体都是杠杆，但所起的作用有区别，一个使杠杆转动，而另一个阻碍杠杆转动。根据理解分别由学生在上三图中找出动力、阻力（由学生讨论、上黑板板演、再由学生支出错误或上板改正）练习：在课本图上作出杠杆五要素a、起子 b、汽水扳手 c、手推车（独轮车）4、力臂：支点到力的作用线的垂直距离（可先由数学中点到直线的距离引入）如果到动力作用线的叫动力臂l1；到阻力作用线的叫阻力臂l2具体说明力的作用线的画法：只要沿着力的方向沿长例：由学生分别上板画出三图中的动力、阻力作用线：（1）动力臂l1：支点到动力作用线的垂直距离； （2）阻力臂l2：支点到阻力作用线的垂直距离通过上三图的画法学生总结力臂的一般画法：先找支点画力的作用线再画点到直线的距离（用大括号标明）一、探究杠杆平衡条件1、杠杆平衡：当杠杆处于静止或缓慢匀速转动称为杠杆平衡2、区分水平平衡和斜平衡：分别利用刻度尺使之在水平或斜位置静止判断其是否平衡？ 由学生分别来分析研究探究过程中采用何种平衡比较容易？通过学生的讨论结论：（并简述水平平衡判断方法）探究过程中应使杠杆处于水平平衡状态：目的是便于测量力臂3、根据讨论 学生猜想杠杆平衡条件 并板书记录4、讲述、观察实验器材并提出问题a、 杠杆左右两端的平衡螺母作用b、 杠杆上挂钩码（钩码重力）作为动力和阻力 （每个钩码50g，g=0.49n）c、 杠杆上的长度 一大格5cm （弹簧测力计的读数） 要求： 先完成书p3 1、2、3 后进行实验操作探索5、交流与合作 小组分别汇报交流数据 次数f1/nl1/cmf2/nl2/cm123（1）左：2钩码挂2格 右1钩码 改变右钩码位置调节平衡（2）左：3钩码挂2格 右3格位置挂钩码 改变右钩码的个数使杠杆平衡（3）左：2钩码挂3格 右4格位置用弹簧测力计竖直下拉，使平衡读出示数思考：实验中前三步实验中动力和阻力都在支点二侧，能否使两力在支点同侧？学生思考并实践尝试？ 教师演示6、分析比较、归纳得出杠杆平衡条件（结合前猜想）古希腊学者阿基米德得出：杠杆原理 动力动力臂=阻力阻力臂数学表达：f1l2=f1l2具体分析：a、杠杆平衡时，满足_；b、如满足_；则杠杆平衡（即静止或缓慢匀速转动）应用公式时应注意：其中力f与力臂l等式两边应取相同的单位（不一定取主单位）二、杠杆平衡条件的应用：1、讨论；阿基米德说：“若给我一个支点，我可以把地球翘起来”说明是否有道理？（中国武学上的“四两拨千斤”道理相类似）2、现象解释；（杠杆分类）a l1l2 f1f2 用小力举起大力即省力省力杠杆 特点：省力，费距离撬棒：例：撬棒、钳子、起子、道钉撬、羊角锤起钉子、铡刀 b、l1f2 用大力举起小力即费力 费力杠杆 特点：费力，省距离例：钓鱼杆、人的前臂、缝纫机踏板 c、l1=l2 f1=f2 等臂杠杆 等臂杠杆 特点：不省力、不费力、不省距离、不费距离 例：天平m0gl1=mgl2 l1=l2 m=m0根据上述杠杆分类：由学生分别分析课本p5图116杠杆类型问题：前面说明：省力的杠杆需要费距离 而费力的杠杆可以省距离 那么是否存在即省力又省距离的杠杆。复习： 1、什么叫杠杆平衡2、杠杆平衡条件是什么？ f1l1=f2l2（分析）具体应用来解题，应注意式中l1、l2单位一致且相同（可由实验演示并由f1、f2由钩码个数来表示，l1、l2由杠杆上格数来表示）新课： 杠杆平衡条件分析，用来解决许多实际问题比例表示： f1/f2=l1/l2 表示意义： 新课进行一、应用杠杆平衡条件计算：例1：问题：杭州日报2001年6月22日在杭州动物园，一位物理老师用一只弹簧测力计“称”出了一头大象的质量；在“称”过程中，他动用了吊车、铁笼和10m长的槽钢作辅助工具，若不计槽钢和铁笼的质量，吊车的吊钩固定处距系弹簧测力计一端为9m，距系铁笼处距离为7cm，当槽钢处于水平平衡时弹簧测力计的示数为200n，试计算大象的质量（g取10n/kg）。（分析）提学生可进行设计测量方案并画简图，再标明测量数值，进行计算。解： f1l1=f2l2 f2=f1l1/l2=200n9m/0.07m =257104nm=g/g=2.57104n/10n/kg=2.57103kg=2.57t答： （总结）本方案实际上是利用省力杠杆，与阿基米德撬地球相类似另：在初二曹冲称象与本方案相比较，可获得什么启发？（运用不同的物理知识）可在（1）解决问题的方法并不唯一或多种；（2）知识就是力量等补：如右图所示，当杠杆ab可绕b点转动，a端挂一重物g，并用细线系住a点，当ab保持水平平衡拉力f与ab成300角，则拉力f为多大？ 如果拉力f为竖直向上，则拉力f大小又为多少？例2；杆秤原理（小小秤铊压千斤） 如果秤铊质量为05kg，其平衡时被测物体的质量为多大？f1l1=f2l2 m0gl1=mgl2 m=l1m0/l2=16cm05kg/5cm=16kg 另：杆秤上3kg秤星离提纽多远？（学生讨论）二、杠杆平衡的判断例4：杠杆aob水平 平衡，且aoob，则ga、gb大小如何？（1） 如果在ga、gb上各增加相同中物g，则杠杆能否水平平衡？说明杠杆的平衡与力的大小无关。 （2）如果ga、gb的悬挂点分别远离支点相同的距离l，则杠杆能否水平平衡？说明杠杆的平衡与力臂的大小无关 （本题先由实验来证明后由理论分析说明）（总结）杠杆是否平衡的判断，应从杠杆平衡条件出发，其杠杆平衡与力的大小、力臂的大小无关，而只与力力臂有关，因而判断中，应从力力臂大小来比较，如不平衡，则杠杆向力力臂大的一侧转动。三、力的大小判断和比较：例5：如右图所示的杠杆，用三种情况的拉力作用在杠杆的上，使杠杆在图示位置平衡，则三种情况中的拉力哪个最小？变化：（1）如果用弹簧测力计通过细线系住并于图中的竖直位置逐