9.1 杠杆 教案 北师大八年级上 (8)

探究杠杆的奥妙教学目标：1、知道什么是杠杆，能从常见的工具和简单机械中识别杠杆。2、知道杠杆的一些应用。教学重点：理解杠杆的平衡条件。教学难点：从常见的工具和简单机械中识别杠杆，理解力臂的概念。教学方法：引导讨论法、探究法。教具准备：抽水机模型、瓶起子、剪刀、投影仪、杠杆支架、钩码、尺、线等。教学过程：一、引入新课请学生阅读教材引言部分，使学生了解简单机械在生产、生活中有广泛的应用，认识到学好这部分知识具有实际的意义，自然引入杠杆一节的学习内容。二、新课教学1、什么是杠杆？演示出示瓶起子、剪刀等实物，请学生观察并请一名学生演示操作使用。投影撬棒、跷跷板、抽水机模型，转动活动投影片中的撬棒、跷跷板、抽水机的摇柄。生：这些物体都是硬棒。生：这些硬棒殾能绕着一个固定点转动，那么这样的硬棒就叫做杠杆。师：生活中还有哪些物体在使用时也是杠杆？它们都是直的吗？生：钳子和缝纫机脚踏板也是杠杆，杠杆并不都是直的。生：镊子、指甲刀、脚踩的刹车、揙担、筷子也是杠杆。师：杠杆在生活中的应用很多，但杠杆有什么作用呢？为了了解杠杆的作用，先来熟悉几个与杠杆有关的名词。投影用撬棒撬石头。教师在黑板上画出撬棒的杠杆示意图，引导学生按撬棒的实际使用情况找出杠杆的三点、两力、两力臂。练习出示课后“动手动脑学物理”第3题。师：谁能说说杠杆示意图的一般画法？你有什么新的发现？生：首先按杠杆的实际工作情况画出支点，确定动力作用点和阻力作用点，最后画出动力、阻力及动力臂（过支点O做动力作用线的垂线）和阻力臂（过支点O做阻力作用线的垂线）。生：有些杠杆的动力和阻力是人为规定的，例如跷跷板。生：我发现支点可以在杠杆的中间部位，也可以是在杠杆的某一端。生：动力和阻力都是杠杆受到的力，它们会使杠杆绕支点转动的方向相反，但动力和阻力的方向不一定总是相反。2、杠杆的平衡条件。同学们对杠杆已经有了一些认识，当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。那么杠杆的平衡条件是什么呢？我们先来进行一场推门比赛。大家可以预测是大力士胜还是小个子胜？（请出班里学生公认的大力士和一名小女生进行比赛，让大力士在靠近门轴处推，让小女生在门把手处推，结果力气小的同学胜了。）师：看到这样的结果，同学们有什么感想吗？生：为什么大力士会推不过力气较小的人呢？生：从比赛的结果中可以发现，杠杆平衡不仅和力的大小有关，还和力的作用点和力臂的大小有关。生：在生活中我们要移动一个较重的物体时，如果单靠两只手无法实现的时候，就会想到利用工具，用较小的力来移动较重的物体，这和我们今天推门比赛中小力气的人与大力士抗衡是一个道理。师：你们认为杠杆平衡时，动力、动力臂与阻力、阻力臂之间有什么样的关系呢？大家可以大胆猜测。生：推门时，力气小的人在门把手附近用较小的力就可以把门推开，在门转轴附近推门就很费力，说明推动杠杆时，力臂大时，力可以小一些，力臂小时，就要很大的力。生：杠杆平衡时，动力及阻力与动力臂及阻力臂可能是一个反比例的关系。师：好，同学们的猜测很有道理，但是到底对不对呢?还要通过实践来检验。探究杠杆的平衡条件师：同学们可以按照自己的设计并完成探究实验，实验结束后，各组进行交流。（学生实验，教师巡视指导并参与同学们的）第一组：（1）首先调节杠杆的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡。（2）在杠杆的左右两端分别挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置再次平衡。（3）根据钩码的质量，分别算出左右不同钩码受到的力F左、F右，若将左边的力叫动力，则右边的力是阻力，量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2，填入表格。（4）改变钩码个数或改变钩码在杠杆上的位置继续实验，再做几次并分别将数据记下。(5)分析实验数据,可以发现,杠杆平衡时动力×动力臂=阻力×阻力臂。第二组：我们组和第一组做法基本相同，只有一点区别。（1）杠杆不挂钩码时，调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在某一位置静止，这个位置不是水平位置。（2）在杠杆左右两端挂上钩码，调节钩码的位置，使杠杆两次平衡在原来的位置上，算出钩码左右两边受到的作用力，并量出力臂，填入表格。（3）改变钩码个数，调节所挂位置再重复两次并记录数据，填入表格。（4）分析实验数据，得到的结论是，杠杆平衡时：动力×动力臂=阻力×阻力臂。师：同学们分析讨论这两个小组的操作各有哪些特点？生：第二组同学的做法是杠杆的平衡位置不在水平位置，开始不挂钩码时的位置很好选择，但在挂上钩码后两次平衡时，测力臂不方便，不过他们的做法也是可以的。生：第一组同学的做法较好。因为杠杆的平衡位置是水平位置，挂上钩码再次平衡后，由于重力的方向竖直向下，两个力臂落在杠杆上，支点和力的作用点的距离就是力臂的大小，非常容易测量。师：还有哪些同学和前面两级同学的做法都一样，上台来展示你们的结论。第三组：我们组和前两组的不同之处是：杠杆在水平位置平衡后，在杠杆一端的某一位置挂上钩码，另一端的某一位置通过弹簧秤拉住杠杆，使杠杆再次平衡，这样做的好处是不用调节钩码的位置，直接就可以通过人对杠杆的拉力使杠杆很快平衡，并且可以从弹簧秤上读出力的大小，通过三次实验数据的分析，也得到了和前两组相同的结论。在实验中我们还发现在杠杆的同一个位置上沿不同方向拉弹簧秤时，尽管杠杆保持平衡，但弹簧秤的拉力是不一样的。第四组：前三个杠杆的支点都在杠杆的中间位置，我们选择杠杆的支点在杠杆的某一端，也得到了和前面三组相同的结论。师：通过和别的小组的交流，同学们有没有新的收获呢？生：支点在杠杆的中间时，动力和阻力的方向是大致相同的；支点在杠杆的某一端时，动力学和阻力和方向是大致相反的，这样杠杆才能平衡。生：不论采用什么方法探究杠杆平衡时，都能得出相同的结论。师：大家说的很好，杠杆的平衡条件就是：动力×动力臂=阻力×阻力臂。师：对于第三组同学在实验中发现的问题同学们可以再试一试，并分析为什么作用点不变时，力的方向不同，会使力的大小也不同？生：因为力的方向改变时，尽管作用点不变，但力臂变化了，所以力的大小必须改变才能使杠杆平衡。师：同学们分析得很好，可不可以利用杠杆的平衡条件解释“为什么大力士推不过力气较小的人”，解决用更小的力撬起大石头的问题呢？生：杠杆平衡时，F1×L1=F2×L2，力气较小的人尽管力小但在靠近门把手的地方推，力臂较大；而大力士虽然力很大，但他靠近门轴，力臂很小，所以大力士推不过力气小的人。生：根据杠杆的平衡条件，要使用更小的力撬起大石头，就一定要使动力臂更大。3、杠杆的应用。师：杠杆在生活中的应用很多，是不是所有的杠杆都能省力呢？请同学们阅读“科学世界”归纳杠杆的分类及各类杠杆的特点。（学生阅读、讨论、分类总结。）生：杠杆可以分成三类，分别是省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。生：动力臂比阻力臂长的是省力杠杆，这类杠杆的特点是省了力，但费了距离。生：动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆，这类杠杆使用时不省力也不费力，我们学过的天平就是一个等臂杠杆。投影练习：行李车、晾衣竹竿、天平、缝纫机脚踏板分别属于什么杠杆？生：行李车是省力杠杆，因为动力臂大于阻力臂，所以省力，但是费距离。生：晾衣竹竿、缝纫机的脚踏板都是费力杠杆，是因为阻力臂大于动力臂，虽然费力，但是它省了距离。而天平是一个等臂杠杆。师：同学们对杠杆已有了一定的了解，希望大家在找出更多的生活中的应用杠杆的例子，分析它们的工作原理，阅读“科学世界小小弹簧秤，称出大象重力”，了解如何利用弹簧秤测出大象的重量。三、课堂小结：1、认识杠杆；2、杠杆的平衡条件；3、杠杆的分类及应用。