第一節(jié) 杠桿教案 【教學(xué)目標(biāo)】 1、知道什么是杠桿，能人常見的工具中辨認(rèn)出杠桿； 2、會(huì)分析杠桿的五要素，找出支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力； 3、理解力臂的概念，會(huì)畫出杠桿的力臂； 【教學(xué)重點(diǎn)】 分析杠桿的五要素 【教學(xué)難點(diǎn)】 畫出各種杠桿的力臂 【教學(xué)用具】 木板、圖釘、羊角錘、夾子、鉗子、起子、螺絲刀、小木塊等 【教學(xué)程序】 〖新課引入〗 我們從初二物理的學(xué)習(xí)了解了物理學(xué)所研究的內(nèi)容；從初三開始將從另外的體系進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，因而初二的基礎(chǔ)對(duì)初三的學(xué)習(xí)沒有影響；本學(xué)期開始對(duì)任何同學(xué)來說都是一個(gè)新的開始；本課我們首先來研究簡單機(jī)械。 生活中有很多機(jī)械，有的復(fù)雜有的簡單。我們先來研究最簡單的機(jī)械—杠桿。 〖新課進(jìn)行〗 一、什么是杠桿？ ※做一做：釘在木板上的圖釘，如果要把圖釘取出來，你準(zhǔn)備怎么辦？如何做？（生活應(yīng)用）（分別由學(xué)生上臺(tái)嘗試并簡述具體的操作方法） 1、例題分析： 撬棒 羊角錘起釘子 滾球 針對(duì)以上三種物體（機(jī)械）通過幻燈展示它們的具體工作過程，并由學(xué)生比較歸納它們工作中的共同特點(diǎn)———都在轉(zhuǎn)動(dòng)———（它們上都有一點(diǎn)不動(dòng)）都繞一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) 2、定義： 杠桿：在力的作用下繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫作杠桿 ※討論學(xué)生舉例：找出生活或生產(chǎn)中你認(rèn)為與上述工作相類似的工具： 鉗子、剪刀、夾子、起子、手臂、船漿等…… 說明硬棒的含義：由羊角錘及滾球那些物體形狀不象硬棒，那概念中硬棒是作如何理解？ 讓學(xué)生根據(jù)羊角錘和滾球的工作及配合幻燈再展示發(fā)揮想象，把它們變薄、變細(xì)、更苗條想象出硬棒入下： 說明：杠桿并不是一根直棒，而是在力的作用下繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的任何堅(jiān)硬物體，但它們都可以等效地看作是一根棒，且可以是直的，還可以是彎的。 方法指導(dǎo)：在找杠桿時(shí)，關(guān)鍵是根據(jù)其特點(diǎn)繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，但一般在試卷上的圖都是靜止的，而實(shí)際找時(shí)應(yīng)把它們看成是活動(dòng)的，想象其實(shí)際工作過程中找出其特點(diǎn)。 二、杠桿五要素： 1、支點(diǎn)O；繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)叫支點(diǎn)（分別在上三圖中找出并由學(xué)生標(biāo)上） 2、動(dòng)力F1：作用在杠桿上，驅(qū)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力 3、阻力F2：作用在杠桿上，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力 分析比較F1與F2共同作用在杠桿上，即其受力物體都是杠桿，但所起的作用有區(qū)別，一個(gè)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而另一個(gè)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)。 根據(jù)理解分別由學(xué)生在上三圖中找出動(dòng)力、阻力（由學(xué)生討論、上黑板板演、再由學(xué)生支出錯(cuò)誤或上板改正） ※練習(xí)：在課本圖上作出杠桿五要素 a、起子 b、汽水扳手 c、手推車（獨(dú)輪車） 4、力臂：支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離（可先由數(shù)學(xué)中點(diǎn)到直線的距離引入） 如果到動(dòng)力作用線的叫動(dòng)力臂L1；到阻力作用線的叫阻力臂L2 具體說明力的作用線的畫法：只要沿著力的方向沿長 例： 由學(xué)生分別上板畫出三圖中的動(dòng)力、阻力作用線： （1）動(dòng)力臂L1：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離； （2）阻力臂L2：支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離 通過上三圖的畫法學(xué)生總結(jié)力臂的一般畫法： 先找支點(diǎn)——畫力的作用線——再畫點(diǎn)到直線的距離（用大括號(hào)標(biāo)明） 一、探究杠桿平衡條件 1、杠桿平衡：當(dāng)杠桿處于靜止或緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)稱為杠桿平衡 2、區(qū)分水平平衡和斜平衡：分別利用刻度尺使之在水平或斜位置靜止判斷其是否平衡？ 由學(xué)生分別來分析研究探究過程中采用何種平衡比較容易？ 通過學(xué)生的討論結(jié)論：（并簡述水平平衡判斷方法） 探究過程中應(yīng)使杠桿處于水平平衡狀態(tài)：目的是便于測量力臂 3、根據(jù)討論 學(xué)生猜想杠桿平衡條件 并板書記錄 4、講述、觀察實(shí)驗(yàn)器材并提出問題 a、 杠桿左右兩端的平衡螺母作用 b、 杠桿上掛鉤碼（鉤碼重力）作為動(dòng)力和阻力 （每個(gè)鉤碼50g，G=0.49N） c、 杠桿上的長度 一大格5cm （彈簧測力計(jì)的讀數(shù)） 要求： 先完成書P3 1、2、3 后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作探索 5、交流與合作 小組分別匯報(bào)交流數(shù)據(jù) 次數(shù) F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 2 3 （1）左：2鉤碼掛2格 右1鉤碼 改變右鉤碼位置調(diào)節(jié)平衡 （2）左：3鉤碼掛2格 右3格位置掛鉤碼 改變右鉤碼的個(gè)數(shù)使杠桿平衡 （3）左：2鉤碼掛3格 右4格位置用彈簧測力計(jì)豎直下拉，使平衡讀出示數(shù) 思考：實(shí)驗(yàn)中前三步實(shí)驗(yàn)中動(dòng)力和阻力都在支點(diǎn)二側(cè)，能否使兩力在支點(diǎn)同側(cè)？學(xué)生思考并實(shí)踐嘗試？ 教師演示 6、分析比較、歸納得出杠桿平衡條件（結(jié)合前猜想） 古希臘學(xué)者阿基米德得出：杠桿原理 動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂 數(shù)學(xué)表達(dá)：F1L2=F1L2 具體分析：a、杠桿平衡時(shí)，滿足_________________________； b、如滿足____________________；則杠桿平衡（即靜止或緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)） 應(yīng)用公式時(shí)應(yīng)注意：其中力F與力臂L等式兩邊應(yīng)取相同的單位（不一定取主單位） 二、杠桿平衡條件的應(yīng)用： 1、討論；阿基米德說：“若給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以把地球翹起來”說明是否有道理？（中國武學(xué)上的“四兩撥千斤”道理相類似） 2、現(xiàn)象解釋；（杠桿分類） a L1>L2 F1<F2 用小力舉起大力即省力 省力杠桿 特點(diǎn)：省力，費(fèi)距離 撬棒： 例：撬棒、鉗子、起子、道釘撬、羊角錘起釘子、鍘刀 b、L1<L2 F1>F2 用大力舉起小力即費(fèi)力 費(fèi)力杠桿 特點(diǎn)：費(fèi)力，省距離 例：釣魚桿、人的前臂、縫紉機(jī)踏板 c、L1=L2 F1=F2 等臂杠桿 等臂杠桿 特點(diǎn)：不省力、不費(fèi)力、不省距離、不費(fèi)距離 例：天平 m0gL1=mgL2 L1=L2 m=m0 根據(jù)上述杠桿分類：由學(xué)生分別分析課本P5圖11—6杠桿類型 問題： 前面說明：省力的杠桿需要費(fèi)距離 而費(fèi)力的杠桿可以省距離 那么是否存在即省力又省距離的杠桿。 復(fù)習(xí)： 1、什么叫杠桿平衡 2、杠桿平衡條件是什么？ F1L1=F2L2 （分析）具體應(yīng)用來解題，應(yīng)注意式中L1、L2單位一致且相同（可由實(shí)驗(yàn)演示并由F1、F2由鉤碼個(gè)數(shù)來表示，L1、L2由杠桿上格數(shù)來表示） 新課： 杠桿平衡條件分析，用來解決許多實(shí)際問題 比例表示： F1/F2=L1/L2 表示意義：…… …… …… 〖新課進(jìn)行〗 一、應(yīng)用杠桿平衡條件計(jì)算： 例1：問題：《杭州日?qǐng)?bào)》2001年6月22日在杭州動(dòng)物園，一位物理老師用一只彈簧測力計(jì)“稱”出了一頭大象的質(zhì)量；在“稱”過程中，他動(dòng)用了吊車、鐵籠和10m長的槽鋼作輔助工具，若不計(jì)槽鋼和鐵籠的質(zhì)量，吊車的吊鉤固定處距系彈簧測力計(jì)一端為9m，距系鐵籠處距離為7cm，當(dāng)槽鋼處于水平平衡時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為200N，試計(jì)算大象的質(zhì)量（g取10N/Kg）。 （分析）提學(xué)生可進(jìn)行設(shè)計(jì)測量方案并畫簡圖，再標(biāo)明測量數(shù)值，進(jìn)行計(jì)算。 解： F1L1=F2L2 F2=F1L1/L2=200N×9m/0.07m =2．57×104N m=G/g=2.57×104N/10N/Kg=2.57×103Kg=2.57t 答：…… …… …… （總結(jié)）本方案實(shí)際上是利用省力杠桿，與阿基米德撬地球相類似 另：在初二曹沖稱象與本方案相比較，可獲得什么啟發(fā)？（運(yùn)用不同的物理知識(shí)） 可在（1）解決問題的方法并不唯一或多種；（2）知識(shí)就是力量等 補(bǔ)：如右圖所示，當(dāng)杠桿AB可繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，A端掛一重物G，并用細(xì)線系住A點(diǎn)，當(dāng)AB保持水平平衡拉力F與AB成300角，則拉力F為多大？ 如果拉力F為豎直向上，則拉力F大小又為多少？ 例2；桿秤原理（小小秤鉈壓千斤） 如果秤鉈質(zhì)量為0．5Kg，其平衡時(shí)被測物體的質(zhì)量為多大？ F1L1=F2L2 m0gL1=mgL2 M=L1m0/L2=16cm×0．5Kg/5cm=1．6Kg 另：桿秤上3Kg秤星離提紐多遠(yuǎn)？（學(xué)生討論） 二、杠桿平衡的判斷 例4：杠桿AOB水平 平衡，且AO<OB，則GA、GB大小如何？ （1） 如果在GA、GB上各增加相同中物G，則杠桿能否水平平衡？說明杠桿的平衡與力的大小無關(guān)。 （2）如果GA、GB的懸掛點(diǎn)分別遠(yuǎn)離支點(diǎn)相同的距離L，則杠桿能否水平平衡？說明杠桿的平衡與力臂的大小無關(guān) （本題先由實(shí)驗(yàn)來證明后由理論分析說明） （總結(jié)）杠桿是否平衡的判斷，應(yīng)從杠桿平衡條件出發(fā)，其杠桿平衡與力的大小、力臂的大小無關(guān)，而只與力×力臂有關(guān)，因而判斷中，應(yīng)從力×力臂大小來比較，如不平衡，則杠桿向力×力臂大的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。 三、力的大小判斷和比較： 例5：如右圖所示的杠桿，用三種情況的拉力作用在杠桿的上，使杠桿在圖示位置平衡，則三種情況中的拉力哪個(gè)最?。? 變化：（1）如果用彈簧測力計(jì)通過細(xì)線系住并于圖中的豎直位置逐漸轉(zhuǎn)到水平位置，為使杠桿在圖示位置平衡，彈簧測力計(jì)的示數(shù)如何變化？（2）從中得出如何來找最小的力———關(guān)鍵是先找出最長的力臂（變化圖示） 〖?xì)w納總結(jié)〗 1、 杠桿的定義；2、杠桿的五要素；3、作出杠桿的五要素 2、杠桿平衡條件：F1L1=F2L2 應(yīng)用杠桿的平衡條件解決實(shí)際問題 〖鞏固練習(xí)〗 整理課堂例題 〖布置作業(yè)〗 完成《物理補(bǔ)充習(xí)題》及《同步導(dǎo)學(xué)》相關(guān)內(nèi)容。 *教后記* ___________________________________________________________________________________________________________