杠杆平衡条件的应用

杠杆平衡条件的应用（教案）一、教学目标1、知识与技能：知道生活中应用杠杆的一些实例；会运用杠杆平衡条件解决一些实际问题。2、过程和方法：学会将生活中的实例抽象为杠杆模型；掌握关于杠杆平衡问题的一般解法；培养学生有意识发现生活中物理知识的能力；培养学生运用杠杆知识解决实际问题的能力。3、情感态度和价值观：培养学生从生活走向物理，从物理走向生活的能力。二、重点、难点分析1、重点：培养学生应用杠杆平衡条件解决实际问题的能力2、难点：培养学生运用杠杆平衡条件解决综合问题的能力三、教学过程新课引入：在我们的生活生产中，我们常常使用工具，这些工具中的许多实质上就是杠杆。同学们看这把剪刀（出示剪刀）是杠杆吗？是！好，同学们请看：（教师用剪刀去将一张折叠的纸割开）。问：同学们认为在这个使用的过程中，它（剪刀）还是杠杆吗？不是！那么，同学们认为在什么情况下，它（剪刀）才是杠杆？生：······可见，对于一个工具，它是不是杠杆，关键要看我们是怎样来使用它的。下面我们找一位同学来给大家演示一下剪纸的操作。（找两名学生具体操作，其它同学观察）可能有的同学们没有观察清楚，我们下面一起来看一下录像。（放映录像）同学们一定都注意到了剪纸过程中一个挺重要的操作···（将剪子向前推进）。同学们知道为什么我们要将剪子还没有剪到头的时候就将剪子向前推进一些吗？学生讨论···同学们，你们知道吗，不仅人们使用的许多工具是杠杆，我们人体上的许多部位也是杠杆。（演示图片）巧测汽车的质量同学们，这根放置在水平地面上的木棍是杠杆吗？1、模型分析——例：如图所示是一根质量不均匀的硬棒水平放置在地面上。现在用弹簧测力计将其一端微微提起一点，弹簧测力计的示数为F1；然后用弹簧测力计将其另一端微微提起一点，弹簧测力计的示数为F2。求硬棒的重力。解：如图所示提起一端时（如图所示），根据杠杆平衡条件可得：F1·L1＝G·L2－―――――①同理，当我们轻微提起另一端时，根据杠杆平衡条件可得：F2·L1′＝G·L2′――――－②①＋②得：F1·L1＋F2·L1′＝G·L2＋G·L2′因为：微微提起时近似认为L1＝L1′＝L所以：（F1＋F2）·L＝（L2＋L2′）·G又因为：L＝L2＋L2′所以：G＝F1＋F22、生活情景——在摩托车检中，工作人员要测定摩托车的质量，采用了一种装置。工作人员首先只将摩托车的前轮放置在上面，此时电子屏就会显示一个示数m1；然后再只将摩托车的后轮放置在上面，此时电子屏显示示数m2，于是工作人员马上得出了摩托车的总质量为_______。学生思考，简单讨论。思考讨论：我们每人都有自行车，你想知道自己自行车的质量吗？用自己家中常用的工具测自行车的质量。在这个问题的分析中，我们不仅要考虑生活情景，更重要的是我们要考虑它的“物理情景”。如果我们能够认识到摩托车也可以看作杠杆，就会发现问题其实很简单。3、能力迁移：交警师傅在高速路入口处检查汽车是否超载时非常辛苦，聪明的你看到后决定设计一种可以方便快捷地检查汽车是否超载的装置。说说你的设计思路。学生交流请同学们考虑在用这种方法测汽车的质量时，m1和m2是否相等？若不相等，m1和m2的大小关系和什么有关呢？学生交流。显然，m1和m2的大小关系主要取决于汽车的重心更靠近前轮还是后轮。我们接下来考虑下面的问题。抬水和挑水请同学们观察以上三幅图片有什么不同？重物所在的位置不同会有什么影响吗？你在分析这个问题时主要应用了什么物理知识？如果我们可以将这根棍子看作一个杠杆，支点在什么位置？如果使用一根扁担挑水，支点应该在哪里？如果扁担两端的货物质量是不等的，那么肩膀应该更靠近哪端呢？密度秤晓东和同学们一起到河边区去郊游，捡起了一块漂亮的石块，好奇的琦琦很想知道这块石头的密度。可是身边只有一根粗细均匀的轻质竹竿、几条细线、钥匙串和玻璃杯，刻度尺，于是同学们采用了下面的方法：1.从周围找来了一根粗细均匀的轻质竹竿，并用细线将其悬挂起来，调节悬点的位置使竹竿水平平衡。（这样做的好处是：为了测量力臂方便）同学们讨论完成下面的实验。2.将石块用细线拴住挂在竹竿的一端A点，将一串钢制钥匙挂在杠杆的另一端并调节位置，当移动到B点时竹竿再次水平平衡。得到此时的杠杆平衡方程是：G石·OA＝G0·OB――――①3.将石块浸没在水中，将钥匙串向左端移动，使竹竿在水平位置平衡，记录此时悬挂的位置为C。得到此时的杠杆平衡方程是：（G石－F浮）·OA＝G0·OC―――②思考：如果再给你一条纸带和胶水，你还可以怎样改进这个实验？同学们考虑如果我们将这个题目中的石头密度作为已知量，将液体（水）的密度作为未知量，我们也可以用同样的方法测得液体的密度。【练习】小东想估测出某种油的密度ρ油，他手边的测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案。首先找一根直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为E，如图所示。下面是小东测出ρ油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整。（1）用刻度尺测出OE的长度Lo；（2）把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡；（3）；（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为：