第1课时 杠杆的初步认识及平衡条件

1、第第1节节 杠杆杠杆R八年级下册八年级下册第十二章第十二章 简单机械简单机械第第1课时课时 杠杆的初步认识及平衡条件杠杆的初步认识及平衡条件学习目标 1认识杠杆，了解关于杠杆的五要素（支点、认识杠杆，了解关于杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）动力、阻力、动力臂、阻力臂）. 2理解杠杆的平衡条件，并会进行相关计算理解杠杆的平衡条件，并会进行相关计算.学习重点 杠杆的平衡条件，杠杆的结构杠杆的平衡条件，杠杆的结构.课标要求学习难点 力臂的概念及画法，变形杠杆的分析力臂的概念及画法，变形杠杆的分析.预习检测 1. _的硬棒叫杠杆的硬棒叫杠杆。 2.杠杆绕着转动的固定点叫做杠杆绕着转动的

2、固定点叫做_，使杠杆，使杠杆转动的力叫转动的力叫_，阻碍杠杆转动的力叫，阻碍杠杆转动的力叫_，支点到动力作用线的距离叫支点到动力作用线的距离叫_，支点到阻力支点到阻力作用线的距离叫作用线的距离叫_。 3.当杠杆处于当杠杆处于_状态或状态或_状态时，状态时，我们就说杠杆平衡了我们就说杠杆平衡了。 4.杠杆平衡条件：动力杠杆平衡条件：动力_=阻力阻力_，即，即F1_=F2_。在力的作用下绕着固定点转动在力的作用下绕着固定点转动支点支点动力动力阻力阻力动力臂动力臂阻阻力臂力臂静止静止匀速转动匀速转动动力臂动力臂阻阻力臂力臂l1l2情景导入这些用具有什么特点？这些用具有什么特点？ 它们工作时，能绕一个

3、固定点转动。它们工作时，能绕一个固定点转动。进行新课知识点一 人类很早以前就学会使用杠杆了，如图人类很早以前就学会使用杠杆了，如图中利用木棒搬动巨大木料的情景。中利用木棒搬动巨大木料的情景。 当你用筷子夹菜，用剪刀剪纸、用天平当你用筷子夹菜，用剪刀剪纸、用天平称量时，你就在使用杠杆了。称量时，你就在使用杠杆了。杠杆杠杆 如图，一根硬棒，如图，一根硬棒，在力的作用下能绕着在力的作用下能绕着固定点固定点O转动，这根转动，这根硬棒就是硬棒就是。杠杆的五要素杠杆的五要素支点：杠杆可以绕其转动的点支点：杠杆可以绕其转动的点O动力：使杠杆转动的力动力：使杠杆转动的力F1阻力：阻碍杠杆转动的力阻力：阻碍杠杆

4、转动的力F2动力臂：从支点动力臂：从支点O到动力到动力F1作用作用线的线的距离距离l1阻力臂：从支点阻力臂：从支点O到阻力到阻力F2作用作用线的线的距离距离l2杠杆是最简单的机械之一杠杆是最简单的机械之一 当当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。们就说杠杆平衡了。力臂的画法力臂的画法一找点、二画线、三作垂线段一找点、二画线、三作垂线段动力臂动力臂l1阻力臂阻力臂l2力臂是力臂是支点支点到到力的作用线力的作用线的距离的距离OF2F1l1l2l1l2oF2F1知识点二 在使用杠杆中，杠杆的平衡状态是一种非常在使用杠杆中，杠杆的平衡状态是一种非常重要

5、的状态。重要的状态。所谓平衡状态所谓平衡状态杠杆处于静止状态或绕支点匀速杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态都叫平衡状态转动的状态都叫平衡状态杠杆在满足什么条件杠杆在满足什么条件时才会平衡？时才会平衡？探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件【提出问题提出问题】 杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？阻力臂之间存在着怎样的关系？【猜想假设猜想假设】 假设一：假设一：假设二：假设二：F1 l1=F2 l21212FFll【所需器材所需器材】 实验注意事项：实验注意事项：1在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在实验前要通过调节杠杆两端的平

6、衡螺母，使杠杆水平平衡。水平平衡。2挂钩码后，不能再动平衡螺母。挂钩码后，不能再动平衡螺母。3读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以便直读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。接读出力臂的长度。【实验步骤实验步骤】 调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。保证力臂沿调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。保证力臂沿杠杆，便于测量；消除杠杆自重对实验结果的影响。杠杆，便于测量；消除杠杆自重对实验结果的影响。 杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使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。将动力杠杆水平平衡。将动力F1、阻力、阻力F2、动力臂、动力臂l1、

7、阻力臂、阻力臂l2记录在表格中。记录在表格中。【实验步骤实验步骤】 改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大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。小，再做几次实验。 在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他他位置上用位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力将动力F1、阻、阻力力F2、动力臂、动力臂l1、阻力臂、阻力臂l2记录在表格中。记录在表格中。【分析数据分析数据】 次数次数动力动力F1/N动力臂动力臂l1/m阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/m123【实验结论实验结论】

8、实验结果表明，杠杆的平衡条件是实验结果表明，杠杆的平衡条件是或写为或写为 例例 据据杭州日报杭州日报报道报道2001年年6月月22日，在杭州动物园内一日，在杭州动物园内一位物理老师利用杠杆定理，仅用位物理老师利用杠杆定理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如右图）。测量是大象的质量（如右图）。测量是利用了一根长度为利用了一根长度为10m的槽钢作的槽钢作为杠杆。吊钩固定点为杠杆。吊钩固定点O为支点。为支点。弹簧测力计示数弹簧测力计示数F1位位200N。测得。测得动力臂动力臂l1为为9m，阻力臂，阻力臂l2为为6cm。若不计钢槽个铁笼的质量，请你若不计钢槽个铁

9、笼的质量，请你估算大象的质量估算大象的质量。g取取10N/kgOF1F2l2l1 解解 人通过弹簧测力计对杠杆的拉力为动力人通过弹簧测力计对杠杆的拉力为动力F1=200N，动，动力臂力臂l1=9m；不计槽钢和铁笼的质量，；不计槽钢和铁笼的质量，则大象对杠杆的拉力为阻力则大象对杠杆的拉力为阻力F2 ，它等于大象所受，它等于大象所受的重力的重力G，阻力臂，阻力臂l2=6cm=0.06m.根据杠杆的平衡条件根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，有，有OF1F2l2l1l2OF1F2l141 122200N9m3 10 N0 06mF lFl.4323 10 N3 10 kg10N/kgFGmgg大象

10、的质量大象的质量大象的质量是大象的质量是3t.随堂演练 1.如图甲所示，是一个如图甲所示，是一个Z形杠杆，请在图中画形杠杆，请在图中画出力出力F对支点对支点O的力臂的力臂l.l 2.如图所示，一根木棒如图所示，一根木棒AB在在O点被悬挂起来，点被悬挂起来，AO=OC，在，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡钩码，木棒处于水平平衡.如果在木棒的如果在木棒的A、C两点两点各增加一个同样的钩码，则木棒（各增加一个同样的钩码，则木棒（ ）A.绕绕O点顺时针方向转动点顺时针方向转动B.绕绕O点逆时针方向转动点逆时针方向转动C.仍保持平衡仍保持平衡D.平衡

11、被破坏，转动方向不定平衡被破坏，转动方向不定C 解析：解析：由题意知，杠杆重心应在由题意知，杠杆重心应在O点左侧，点左侧，设一个钩码自重为设一个钩码自重为G，杠杆重力的力臂为，杠杆重力的力臂为lO，杠杠杆重力为杆重力为GO，AO=OC=l，则有：，则有：2GAO+GOlO=3GOC，即即2Gl+GOlO=3Gl，所以所以GOlO=Gl；两边再各加一个钩码后：两边再各加一个钩码后：左边左边=3GAO+GOlO=3Gl+GOlO=3Gl+Gl=4Gl，右边右边=4GOC=4Gl，因为两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆平衡因为两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆平衡.3.找出下列各图中动力和阻力，并画出杠

12、杆力臂。找出下列各图中动力和阻力，并画出杠杆力臂。OF1F2l1l2BAOFOBA图图1图图24.请画出下图中杠杆的力臂。请画出下图中杠杆的力臂。l1l2l1l2教学板书课堂小结 一一根硬棒，在力的根硬棒，在力的作用下能绕着固定点作用下能绕着固定点O转转动，这根硬棒就是动，这根硬棒就是。杠杆的杠杆的概念概念杠杆平衡杠杆平衡的条件的条件拓展延伸 如图所示，利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、如图所示，利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件. （1）实验前杠杆如图所示，）实验前杠杆如图所示，为使杠杆处在为使杠杆处在_平衡

13、状态，平衡状态，应将螺母应将螺母B向向_（选填（选填“左左”或或“右右”）调）调.水平水平右右 （2）记录实验数据的表格如下表，请将表）记录实验数据的表格如下表，请将表头栏目、实验所记录的数据补充完整头栏目、实验所记录的数据补充完整.实验实验序号序号_动力动力臂臂l1/m阻力阻力F2/N_120.330.2240.48_25_60.25动力动力F1/N 阻力阻力臂臂l2/m0.20.3布置作业1.从课后习题中选取；从课后习题中选取；2.完成练习册本课时的习题。完成练习册本课时的习题。教学反思 1.杠杆这节的教学重点是要求学生能根据杠杆的五要素杠杆这节的教学重点是要求学生能根据杠杆的五要素把生活

14、中的杠杆模型和理想的理论模型结合起来，比如剪刀、把生活中的杠杆模型和理想的理论模型结合起来，比如剪刀、夹菜的筷子、指甲剪等夹菜的筷子、指甲剪等.这节有一个重点也是难点：找支点和这节有一个重点也是难点：找支点和作力臂，这里既牵扯到数学中点到直线的距离，又涉及物理作力臂，这里既牵扯到数学中点到直线的距离，又涉及物理中力的作用点和力的示意图，学生感到非常困难中力的作用点和力的示意图，学生感到非常困难.突破重难点突破重难点的方法，通过实例演示，引导学生分析，提炼方法步骤：一的方法，通过实例演示，引导学生分析，提炼方法步骤：一（支）点二力和方向，延长力的作用线，过（支）点作垂线（支）点二力和方向，延长力

15、的作用线，过（支）点作垂线（段）（段）.画力臂并比较力臂大小是下一课时杠杆分类的基础，画力臂并比较力臂大小是下一课时杠杆分类的基础，一定要多练并让学生过关一定要多练并让学生过关. 2.在杠杆的平衡条件的探究实验中，引导学生猜想杠杆在杠杆的平衡条件的探究实验中，引导学生猜想杠杆的平衡条件可能与力臂的大小和力的大小有关，这样学生不的平衡条件可能与力臂的大小和力的大小有关，这样学生不至于盲目猜想，既调动了学生的积极性、主动性，同时使学至于盲目猜想，既调动了学生的积极性、主动性，同时使学生合理的科学猜想，快速进入探究的课题生合理的科学猜想，快速进入探究的课题.在分析数据时，教在分析数据时，教师既要放开

16、主动权，又要参与引导，如提醒学生可以先把数师既要放开主动权，又要参与引导，如提醒学生可以先把数据分开来考虑据分开来考虑.把四个数据按物理量分成两组进行分析，接着把四个数据按物理量分成两组进行分析，接着把有特色的数据放在一起研究，最后把所有的数据统一起来，把有特色的数据放在一起研究，最后把所有的数据统一起来，运用数学工具：加、减、乘、除等简单计算方法，讨论，寻运用数学工具：加、减、乘、除等简单计算方法，讨论，寻找规律，形成科学的结论，这样不仅营造宽松环境，而且培找规律，形成科学的结论，这样不仅营造宽松环境，而且培养了学生敢想敢说的精神及分析概括问题的能力养了学生敢想敢说的精神及分析概括问题的能力. 2.在图中分别画出钳子、自行车手闸这两个在图中分别画出钳子、