◇教學(xué)目標(biāo)◇
知識(shí)目標(biāo)
1.了解杠桿及支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂等概念。
2.掌握杠桿的平衡條件。
3.會(huì)確認(rèn)并畫(huà)出力臂。
4.了解杠桿的一些應(yīng)用。
能力目標(biāo)
通過(guò)參與科學(xué)探究活動(dòng)，歸納出杠桿的平衡條件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力。
素養(yǎng)目標(biāo)
通過(guò)了解杠桿的運(yùn)用，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物理的價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
◇教學(xué)重難點(diǎn)◇
教學(xué)重點(diǎn)
1.杠桿的平衡條件。
2.運(yùn)用杠桿平衡條件分析相關(guān)問(wèn)題。
教學(xué)難點(diǎn)
力臂的概念及其畫(huà)法。
◇教學(xué)過(guò)程◇
一、新課導(dǎo)入
阿基米德是兩千多年前古希臘杰出的科學(xué)家，他曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動(dòng)地球?！?你認(rèn)為他能做到嗎？
二、教學(xué)步驟
探究點(diǎn)1 杠桿的特點(diǎn)
［閱讀課本］P103~104“杠桿的特點(diǎn)”
［思考］觀察課本圖9.1?2，有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些機(jī)械工作時(shí)有什么特點(diǎn)？
［提示］它們工作時(shí)都會(huì)繞著一個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
［思考］生活中與此類似的，能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體還有哪些？
［提示］剪刀、釣魚(yú)竿等。
［小結(jié)］在力的作用下繞桿上一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)單機(jī)械叫作杠桿。這個(gè)固定點(diǎn)叫作支點(diǎn)，通常用O表示。
［思考］觀察課本圖9.1?3，用硬棒撬動(dòng)石頭，分析硬棒除自身重力外，還受到幾個(gè)力的作用？
［提示］手給硬棒一個(gè)動(dòng)力，石頭給硬棒一個(gè)阻力。
［思考］動(dòng)力和阻力在作用效果上有什么特點(diǎn)？
［提示］從力的作用效果角度分析，一個(gè)力使得杠桿朝順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)力使得杠桿朝逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
［小結(jié)］使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫作動(dòng)力；阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫作阻力。
［注意］動(dòng)力和阻力是相對(duì)的，要視具體情況而定；動(dòng)力和阻力是杠桿受到的力，作用點(diǎn)在杠桿上。
［思考］什么叫作力臂？
［小結(jié)］支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫作動(dòng)力臂。支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫作阻力臂。
［思考］如何正確作出課本圖9.1?4、9.1?5中的力臂呢？
［歸納提升］畫(huà)力臂的一般步驟：①確定支點(diǎn)；②畫(huà)出力的作用線（過(guò)F1、F2的直線，一般畫(huà)為虛線）；③從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，垂足在力的作用線上；④標(biāo)出力臂。
探究點(diǎn)2 杠桿的平衡條件
［閱讀課本］P104~106“杠桿的平衡條件”
［思考］怎樣才叫杠桿平衡？
［提示］杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為杠桿平衡。
［思考］為了使蹺蹺板保持水平平衡，你知道有哪些方法嗎？
［提示］體重大的可以離支點(diǎn)近一點(diǎn)或體重小的離支點(diǎn)遠(yuǎn)一點(diǎn)；如果不改變位置，可將體重小的一端再放一適當(dāng)?shù)闹匚铩?br>［小結(jié)］實(shí)現(xiàn)杠桿平衡有兩種方法：改變動(dòng)力或阻力的大??；改變動(dòng)力臂或阻力臂的大小。
［實(shí)驗(yàn)］探究杠桿的平衡條件。
［思考］實(shí)驗(yàn)前，如何使杠桿處于平衡狀態(tài)？
［提示］調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，并按“左傾右調(diào)、右傾左調(diào)”的原理進(jìn)行調(diào)節(jié)。
［思考］實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)杠桿兩端平衡螺母的目的是什么？
［提示］調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母，使杠桿處于水平平衡位置，這樣可以避免杠桿自身重力對(duì)杠桿平衡的影響。
［思考］實(shí)驗(yàn)時(shí)，能否通過(guò)調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡呢？
［提示］實(shí)驗(yàn)探究的是力和力臂對(duì)杠桿平衡的影響，需要改變力或力臂的大小使杠桿再次平衡，不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。
［思考］實(shí)驗(yàn)時(shí)，杠桿再次平衡，依然保持在水平位置，這樣做的目的是什么？
［提示］鉤碼對(duì)杠桿的拉力方向與重力方向相同，當(dāng)杠桿水平時(shí)，支點(diǎn)到懸掛點(diǎn)的距離就等于力臂，從而便于測(cè)量力臂。
［思考］實(shí)驗(yàn)時(shí)，有哪些必要操作？
［提示］將杠桿調(diào)平后，在杠桿的兩端分別掛上數(shù)量不同的鉤碼，用F1、F2表示鉤碼的拉力，用L1、L2表示鉤碼懸掛點(diǎn)離支點(diǎn)O的距離。改變鉤碼數(shù)量和它們離支點(diǎn)O的距離，使杠桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)。
［思考］你是如何確定動(dòng)力和阻力的呢？
［提示］為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，我們把支點(diǎn)右邊的鉤碼當(dāng)動(dòng)力，支點(diǎn)左邊的鉤碼當(dāng)阻力。
［思考］多次改變鉤碼的個(gè)數(shù)及它們離支點(diǎn)的距離，目的是什么？
［提示］多次實(shí)驗(yàn)的目的是使得出的結(jié)論更具有普遍性。
［思考］分析數(shù)據(jù)，我們能得出什么規(guī)律？
［提示］分析動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積與阻力和阻力臂的乘積關(guān)系。
［歸納提升］杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力F1與動(dòng)力臂L1的乘積，等于阻力F2與阻力臂L2的乘積，即杠桿的動(dòng)力臂L1是阻力臂L2的幾倍，杠桿的動(dòng)力F1就是阻力F2的幾分之一，這就是杠桿的平衡條件。公式：F1L1=F2L2。這個(gè)平衡條件就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。
［思考］如果將杠桿的一端用彈簧測(cè)力計(jì)豎直拉住，讓杠桿水平平衡。然后慢慢地減小彈簧測(cè)力計(jì)與杠桿的夾角，觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是否變化，如果變化，是怎樣變化的呢？
［提示］當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)與杠桿的夾角減小時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)杠桿的拉力力臂變小。
［拓展］這個(gè)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)可以驗(yàn)證杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；而不是動(dòng)力×動(dòng)力到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×阻力到阻力作用點(diǎn)的距離。
［思考］如圖，用羊角錘起釘子，你能在圖中畫(huà)出在A點(diǎn)施加最小力F的示意圖和動(dòng)力臂L嗎？
［提示］由杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可知，當(dāng)動(dòng)力臂最大時(shí)，動(dòng)力最小，即最省力。連接支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)A即是最大動(dòng)力臂，再根據(jù)力臂的畫(huà)法作出垂直于力臂的作用力即可，如圖所示：
［歸納提升］最小動(dòng)力的作圖方法：①連接支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，即為最長(zhǎng)力臂；②作出連線的垂線，即為最小動(dòng)力作用線；③根據(jù)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向確定力的方向。
［思考］省力或費(fèi)力的杠桿都有哪些特點(diǎn)？為什么叫省力或費(fèi)力杠桿？
［歸納提升］動(dòng)力臂大于阻力臂，使用時(shí)省力，為省力杠桿；動(dòng)力臂小于阻力臂，使用時(shí)費(fèi)力，為費(fèi)力杠桿；動(dòng)力臂與阻力臂相等，使用時(shí)既不省力也不費(fèi)力，為等臂杠桿。
［思考］生活中哪些是省力杠桿，哪些是費(fèi)力杠桿，哪些是等臂杠桿，你能列舉一些實(shí)例嗎？
［提示］老虎鉗、羊角錘等是省力杠桿，理發(fā)剪刀、鑷子等是費(fèi)力杠桿，托盤(pán)天平等是等臂杠桿。
［歸納提升］省力杠桿可以省力，但費(fèi)距離；費(fèi)力杠桿雖然費(fèi)力，但可以省距離；等臂杠桿既不省力也不費(fèi)力，且既不省距離也不費(fèi)距離。
三、板書(shū)設(shè)計(jì)
第一節(jié) 杠 桿
1.杠桿的特點(diǎn)
（1）支點(diǎn)O
（2）動(dòng)力F1
（3）阻力F2
（4）動(dòng)力臂L1
（5）阻力臂L2
2.杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2
（1）省力杠桿
（2）費(fèi)力杠桿
（3）等臂杠桿
◇教學(xué)反思◇
杠桿在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，大部分學(xué)生對(duì)生活中的杠桿比較熟悉，也很感興趣，但不了解杠桿的“五要素”及杠桿的平衡條件。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，可以把學(xué)生的感性經(jīng)驗(yàn)上升為理性認(rèn)識(shí)，把實(shí)物抽象為模型，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)物理學(xué)的研究方法。另外，讓學(xué)生親自經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的全過(guò)程，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

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第一節(jié) 杠桿

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