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第十二章简单机械
第1节杠杆
第1课时杠杆及其平衡条件
1.认识杠杆，能分清杠杆的五要素.
2.会画力臂.
3.通过实验，探究杠杆的平衡条件及应用.
重点：认识杠杆，能分清杠杆的五要素，掌握力臂的画法.
难点：探究杠杆的平衡条件及应用.
一、新课导入
人类很早以前就使用杠杆了，司马迁在《史记》中记载了咸阳宫的壮丽辉煌，而建造宫殿需要利用木棒搬动巨大木料，其中就利用了杠杆，这节课我们要学习的就是杠杆及其平衡条件.
二、探究新知
知识模块一：杠杆及其五要素
【教师讲解】请看教材P76,图12.1?1.一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆.
支点：杠杆可以绕其转动的点O.
动力：使杠杆转动的力F1.
阻力：阻碍杠杆转动的力F2.
【教师提问】那么要产生同样的效果，施加力的大小、方向是否一样呢？
【学生实验】让学生按下图所示分别操作.
甲 乙
【实验演示】分别按图甲三个位置沿图示方向向下施力使杠杆平衡.
【教师提问】三次施加的力的大小是否一样？
【学生作答】不一样.
【教师提问】这说明要使杠杆保持平衡状态，力的大小跟什么有关？
【学生作答】跟作用点和支点的远近有关，且距离越大，所需要的力越小.
【实验演示】让学生按图乙所示在同一位置沿不同方向施加力使杠杆保持静止，学生会发现虽然作用点相同，即作用点和支点的远近相等，但所用的力的大小却不同，且F1>F2.
【教师讲解】要使杠杆保持平衡状态，力的大小不是跟支点到力的作用点的距离有关，而是跟支点到力的作用线的距离有关，我们把过支点到力的作用线的距离叫力臂.
动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离l1.
阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离l2.
【教师提问】同学们能画出下图的力臂吗？
教师巡回指导，注意发现比较典型的错误，反馈点拨.
【学生作答】
【归纳总结】1.杠杆五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂.
2.画力臂的步骤：
(1)确定支点；(2)确定力的作用线；(3)过支点到力的作用线作垂线；(4)标垂足，定力臂.
知识模块二：杠杆的平衡条件
【实验演示】调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态.
（1）给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡.这时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所受的重力.
（2）设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把相应的数值填入设计好的表格中.
（3）改变力和力臂的数值，再做几次实验.将得出的数据填入设计好的表格中.
【交流讨论】学生分析数据，教师从旁指导，引导学生对它们进行加、减、乘、除等运算，找出它们之间的关系.
【归纳总结】杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，或写为F1l1＝F2l2.
三、课堂演练
1.如图所示，小红用苹果和橘子来玩跷跷板.她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来.使杆逆时针转动的力是（D）
A．苹果的重力
B．橘子的重力
C．杆对橘子的支持力
D．苹果对杆的压力
2.如图所示，某同学用完全相同的钩码验证杠杆的平衡条件.杠杆调节平衡后，在杠杆上A点处挂4个钩码，为使杠杆重新平衡，应在B点处挂 6个钩码；如果A、B两处再各加挂一个钩码，杠杆的 左(填“左”或“右”)端会下沉.
四、课堂小结
同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们共同学习了杠杆的相关知识，知道了杠杆的概念，我们也了解杠杆的特点.最重要的是我们探究了杠杆的平衡条件，还能够根据杠杆的平衡条件进行分析、判断和简单计算.
五、板书设计
第1节杠杆
第1课时杠杆及其平衡条件
一、杠杆及其五要素
1.认识杠杆
2.杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂
二、杠杆的平衡条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1l1=F2l2）
本节课的主要教学内容是杠杆及其平衡条件.杠杆这节课的教学重点是要求学生能根据杠杆的五要素把生活中的杠杆模型和理想的理论模型结合起来，比如剪刀、筷子等.这节有一个重点也是难点：找支点和力臂，这里既牵扯到数学中点到直线的距离，又涉及到物理中力的作用点和力的示意图.可以通过实例演示，引导学生分析，提炼方法步骤，最后多多练习.

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