初中物理杠杆
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初中物理杠杆教案doc
一、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
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出验证
方案
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,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。
3(能根据杠杆的特点,以及作用效果等进行分类。 二、过程与
方法
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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。
3(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。
三、情感、态度和价值观
1(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。
2(运用学过的科学知识解释生活中的杠杆,进一步
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感受到生活和科学的关系。
1(重点杠杆平衡条件
2(难点对力臂的引入和理解
一、引入新课
观察图像中的这些日常生活用的工具,请同学说出这些工具的名称和用途,
这些能给我们提供方便的工具都称为机械。日常生活中见到的那些复杂的机械也都是由简单机械组合而成的。学习简单机械的知识是理解复杂机械的基础。
现在,谁帮我一个忙,用这里几种不同的工具把木块中的钉子拔出来。
活动一:比较用羊角锤拔钉子,用钳子拔钉子,这两种情况用力一样吗,哪一种工具更省力呢,
师:我们首先用羊角锤钳住钉帽,然后锤身抵住木块,用力扳手柄,钉子就被拔出来了。那么,你知道羊角锤是根据什么原理制造的呢。实际上它是根据杠杆原理制造的。那杠杆是怎么一回事呢,今天大家就共同来探究杠杆。首先,我们来认识什么是杠杆,。
二、杠杆的五要素的学习
最简单的杠杆就是撬石头时用的撬棒。还有我们小时
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侯玩的跷跷板也是杠杆。活塞式抽水机的手柄工作时也是杠杆。生活中应用杠杆原理的机械有很多:
那么,应用杠杆原理的机械都有什么共同点, 学生分组讨论,请组员回答:
?都是硬棒。
?工作过程中都在转动,转动过程中有一点是不动的。
?除固定不动的点外,还要受到两个力的作用,一个能使它转动,另一个阻碍它转动。
出示动画场景,针对撬石头时用的撬棒得出杠杆关键概念:
在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆;得出:支点、动力、阻力的概念。
1(杠杆——一根硬棒、在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
杠杆的共同点
绕着固定点转动。固定点——杠杆的支点 受到力的作用。动力和阻力 支点O——杠杆绕着转动的点 动力阻力
——使杠杆转动的力
——阻碍杠杆转动的力
回头再分析刚才动画场景中各机械的支点和力臂:
展示一组图片,思考这些工具在工作过程中,是否
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是杠杆,若为杠杆,确定支点的位置、动力、阻力作用点和方向。
2(关于力臂的教学:
教师:动力的作用效果不是由支点到动力作用点间的长度决定,而是由支点到动力作用线间的距离决定。我们把从支点到动力作用线间的距离叫做动力臂。从支点到阻力作用线间的距离叫做阻力臂。出示动画实例:
动力臂阻力臂
——从支点到动力作用线的距离 ——从支点到阻力作用线的距离
因此,描述杠杆需要五个要素——支点O、动力总称为杠杆的五要素。
下面请同学们画出图中杠杆的动力臂意图和力臂的画法)。
和阻力臂
、阻力、动力臂、阻力臂,
——撬棒、抽水机
提问:支点与力的作用点间距离的远近一定会给力的作用效果带来影响吗,那么动力和阻力之间的关系又是怎样的呢,下面我们就来进行实验,分析他们之间的关系。
活动探究:实验装置如图
这里有一杠杆,中间十字交会点就是杠杆的支点O,
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O点左、右边每隔10厘米有1条虚线将杠杆等分。现在取5个等质量的钩码,将其中2个挂在杠杆左端第三格上,作为杠杆的阻力
。剩下的3个作为杠杆的动力
,若使杠杆平衡,这三个钩码
刚好挂在右端第2个格上。改变阻力臂和阻力的大小,继续实验,分析杠杆的平衡条件,将实验结果填在表格内:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
用比例式表示力的几分之一。
,它的含义是:如果动力臂是阻力臂的几倍,那么动力就是阻
这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。 四、总结
《杠杆》教学设计
北苑中学 吴艳
一、教材分析
这节课是八年级物理第十三章第四节内容,在学习了力的基础上,再来介绍简单机械—杠杆。为下一节滑轮的学习埋下伏笔,有承上启下的作用。本节主要学习杠杆的概念、平衡条件及分类,有很多物理方法渗透其中,对学生是很有
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好处的,锻炼学生的动手能力,也扩大学生的知识面。
二、学情分析
学生已经从生活中获得较多的关于杠杆的感性认识;已经初步掌握物理实验探究的一般过程及方法;对力有所认识,知道力的三要素,会画力的示意图,有初步的作图能力。好奇心强,感性认识多于理性认识。
三、学习目标
知识与技能:认识杠杆,知道杠杆的概念和五要素,会画力臂(
过程与方法:经历探究杠杆的平衡条件,知道杠杆的分类和应用(
情感态度与价值观:能从常见工具和简单机械中识别杠杆(
四、学习重难点
1、会画出杠杆的力臂。
2、经历探究杠杆的平衡条件,能对杠杆进行分类。
五、学习用具
铁架台、钩码、杠杆、刻度尺
六、学习过程
模块一:杠杆的概念及五要素
引导学生通过生活中的实物如:船桨、剪子、核桃夹、跷跷板等得出杠杆的概念及五要素的学习。
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点击链接九年级物理杠杆图片 - 豆丁网
小组交流有疑问的问题,合作解决。
预设问题:
1、什么是力的作用线,
解决措施:先让其他小组解决,解决不了的教师以图的形式进行讲解。
2、力臂的概念可能会提出支点到力的作用点的距离。
解决措施:先让学生讨论,实在解决不了的,就用实验说明,在杠杆一段固定钩码,用弹簧测力计在另一侧竖直向下拉和斜拉,发现示数改变,从而引发认知冲突,教师在这时在引入力臂的概念。
板书:杠杆的概念和五要素。
设计意图:初步介绍概念,引导学生思考,培养学生的独立思考能力和合作交流能力。
模块二:杠杆的平衡条件
在进行实验之前,引导学生思考
1、在探究杠杆的平衡条件时,为什么要使杠杆在水平位置平衡,
解决措施:大部分同学会想到静止时平衡,想不到水平位置,在学习完力臂后再告诉他们。这样方便读出力臂,便于读数。
2、什么时候我们说杠杆平衡,如果实验探究的话,
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在什么情况最好读数, 解决措施:杠杆平衡应该能想到静止,这里联系复习二力平衡的定义,物体受二力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说二力平衡。引发学生思考,然后再说杠杆匀速直线转动时不好读数,所以用静止状态。
然后请同学们按照探究要求,设计实验方案,并且边实验,边完成实验数据表格,然后小组内交流,得出杠杆的平衡条件。让学生代表先说出实验方案,全班交流,确定之后再进行实验,完成实验表格。学生实验时教师巡回指导,有问题及时解决,并把疑难问题记录下来。
点击链接杠杆平衡条件实验_百度文库
板书:杠杆的平衡条件。
设计意图:在实验中要做好几步,所以把实验分成很多小步,要理清思路,不要忘了实验是为了研究什么的。
模块三:杠杆的分类
通过对生活中物品的实际作用,对杠杆进行分类,引导得出省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
点击链接杠杆应用图片素材._百度文库
设计意图:体现从生活走向物理,从物理走向社会的理念。
反思总结:
师:同学们整理、反思刚才的学习内容,用简短的语
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言完成下列知识网络,然后小组内交流完善。并提出对于本节课的学习还有什么疑惑,
生:学生先进行整理,不会的问题可以老师讲解。
4、人的肱二头肌收缩使人曲臂时的情况如图所示,人的前臂是一个_____力的杠杆,这种结构给人带来的好处是_____。
七、教学反思
在本节课的教学活动中,我从生活中一些常见的工具入手,引导学生进行一系列的观察、体验、求证、运用等研究活动。实际教学中力图突出两点:第一,通过我精心引导的学生自主探究活动,培养学生的动手能力、数据的记录分析能力;第二,绘制杠杆示意图。教学中充分发挥学生的主体作用,体现教师只是组织者、引导者的理念。
实验中有意识引导学生探究“杠杆在水平位置平衡时的条件”, 对于“倾斜位置平衡”留在实验评估中结合
课件
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进行研究,以确保实验顺利、成功进行。
数据的采集使用投影一至两组学生成果引导分析,这种方法有一定的局限性。可由教师事先准备大幅表格挂在黑板上,学生实验中教师选取有代表性数据由学生填入大表格中,实验结束师生共同分析数据,这样数据多、有代表性,可以有效避免部分学生由于实验失败造成无数据可分析的尴尬局面。
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第4节、杠杆
定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明:?杠杆可直可曲,形状任意。不一定是“棒”。
?有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。
杠杆
的五要素:
?支点:杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。杠杆转动时,支点是相对固定的。 ?动力:使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。
?阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母 F表示。
说明:动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反 ?动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。 ?阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。 例1:判断下列物体中,哪些属于杠杆
A.夹取物体的镊子 B.拔铁钉的羊角锤 C.杂技演员手中的水流星 D.打气筒中的活塞杆 例2:关于杠杆的下列说法中正确的是 A.杠杆必须是一根直棒 B.杠杆不一定要有支点
C.杠杆可以是直的,也可以是弯的
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D.作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向相反的方向转动 画力臂方法:
? 找支点O;
? 画动力和阻力,如果需要延长力的作用线; ? 画力臂; ? 标力臂。
一找支点、二画线、三连距离、四标签。
例1:如图所示,粗细均匀的棒一端搁在地上,另一端与支点O连接。请在图中作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图,并画出重力的力臂。
例2:如图所示,轻质杠杆可绕O转动,杠杆上吊一重物G,在力F作用下杠杆静止在水平位置,
l为F的力臂,请在图中作出力F的示意图及重物G所受重力的示意图。
例1图 例2图
例3:为了让第41届世界博览会在上海如期举行,近二百个展馆倾注了建设者的心血(建筑工地上随处可见各式各样的起重机,图6为一种常见的“桅杆式起重机”,其中起重臂部分可以看成杠杆,O
点为支点(请在图的原理简图中画出F1、F2的力臂L1、L2(
例4:图6所示是盆栽植物的支撑架,O为支点,请画出力F的力臂L。
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例5:轻杆A端挂重物,OA在绳子拉力作用下保持平衡,画出绳对A点的拉力及力臂。 例6:在图中杠扦画出:?所受重力G的示意图;?所受拉力F的力臂L。
例6图 例7图
例7:如图所示,当人曲臂将重物端起时, 人的前臂可以看作一个杠杆。请在示意图上画出F1和F2的力臂。 例8:按照题目要求作图: 在图甲中画出物体A所受重力的示意图和拉力F所对应的力臂l(
例8图 例9图
1的力臂L1。
杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。 实验注意事项:实验前,应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。 这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂。
实验过程中,不要再移动平衡螺母,以免破坏原来的平衡。 加减砝码之后,要使杠杆在水平方向恢复平衡。 结论:杠杆的平衡条件是: 动力×动力臂,阻力×阻力臂。
写成公式F1l1=F2l2
也可写成:F1 / F2=l/ l1
解题指导:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。 例1:某同学在做单臂俯卧撑运动,如图所示。他的重心在
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A点,
所受重力为520N,他将身体撑起处于平衡状态时,地面对手的支持力为 N。
例2:在做实验“杠杆平衡条件”时,首先调O
节 ,使杠杆在水平位置平衡;当左侧钩码处于图示位置,时,应将右侧的钩码向 移动,使杠杆在水平位置平衡。
例3:小明和小华玩跷跷板,当小明坐在离支点m处时,刚好能撬动小华,此时跷跷板在水平位置平衡(设小明体重为G1,小华体重为G2,则小华离支点的距离为 m(若两人再拿同样重的铁球,则 将下降( 解决杠杆平衡时动力最小问题:
此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大。 要使动力臂最大需要做到:
?在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远; ?动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
例1.一根重100 N的均匀直铁棒放在水平地面上,抬起一端所需最小的力是 A.50 NB.7NC.2ND.100 N 例2如图3所示,要使杠杆处于平衡状态,在A点分别作用的四个力中,最小的是
A(F1 B(F2
C(F D(F4
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例:3. 如图13-4-1所示,有一根均匀铁棒,
图3
长为L,OA=L/4,重力G=600 N,为了不使这根铁棒的B端下沉,所
需外力F至少应为________ N,若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端,所需外力F′应为________ N。
图13-4-1
省距离时,应选费力杠杆。
例1:下图13-4-2工具中,省力杠杆是_____________________;费力杠杆是__________;等臂杠杆是__________。
图13-4-2
例2:.:右图是搬运泥土的独轮车,独轮车属于杠杆(设车箱和泥土的总重G=1 000N,运泥土时从A点提起独轮车
把手的力是F,F的力臂是m,F的大小至少是。
例3:如图所示,O是杠杆的支点,为了提高重物,用一个跟杠杆始终保持
垂直的力F,使杠杆由竖直位置缓慢转动到水平位置,在这个过程中,则 A.杠杆始终是省力的 B.杠杆始终是费力的 C.杠杆始终是等力的 D.以上说法都不对
巩固提高
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1.下列说法中正确的是 A.杠杆是一种省力的机械
B.杠杆的长度总等于动力臂与阻力臂之和 C.从支点到力的作用点之间的距离叫做力臂 D.杠杆可以是直的,也可以是弯的
2.某工人将木头一头抬起,另一头支在地上,在匀速上抬的过程中,该人所用的力的方向始终竖直向上,那么力的大小将 A.逐渐减小 B.逐渐增大 C.保持不变
D.先减小后增大
3.画出渔民扳鱼网的杠杆示意图。
图13-4-7
4.如图13-4-7中,动力臂80 cm,阻力臂m,当人作用力是200 N时,鱼网及鱼总重多少,。
5.如图13-4-8所示是一弯曲的杠杆,O是支点,OB=CA=cm,OC=cm。在B点挂一重物G=10 N,在A点加一力,要使杠杆平衡,力F最小值为多大,
-
6.如图13-4-9所示,判断杠杆在匀速转动时,始终与杠杆垂直的力F的变化,
图13-4-9
7.一把杆秤不计自重,用来称质量是kg的物体,提纽到秤钩距离是cm,秤砣质量是250 g
,秤砣应离
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