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第十一章 简单机械和功
一、杠杆（第1课时）
【教学目标】
1．知道什么是杠杆，能从日常工具中辨认出杠杆。
2．知道杠杆的有关名词：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
3．理解力臂的概念，会画出杠杆的力臂。
4．通过画杠杆示意图，训练作图、识图能力。
【教学重点】
1．认识杠杆，知道杠杆的五要素。
2．会画杠杆的示意图。
【教学难点】。
动力臂和阻力臂的作图
【教学方法】
实验探究、讨论、讲授
【器材准备】
多媒体电视（PPT课件）、投影仪、大三角板、木板、木块、图钉、羊角锤、螺丝刀、老虎钳、瓶盖起子等
【教学流程】
教学流程 二次备课
情境创设 古希腊学者阿基米德曾经说过“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能搬起整个地球”。你明白这句话中的道理吗？在这句话中“一个支点，一根长棍”指的是什么呢？ 新授课 1．什么是杠杆 做一做：拔图钉（分组实验并讨论） （1）木板上钉了一只图钉，你能用手把它拔出来吗？ （2）利用桌上的器材：木块、老虎钳、羊角锤、螺丝刀及瓶盖起子把它拔出来。在这些方法中，哪一种方法最省力？ （3）观看多媒体演示开瓶扳手、钓鱼竿和生活中的工具使用，发现它们的特点。 （4）指出用上述方法时，有什么共同之处？ 结论： 杠杆的定义：一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。 一根硬棒成为杠杆的要有如下两个条件： ①要受到力的作用；②要能绕着某固定点转动 2．杠杆的五个要素 以拔图钉为例来学习这几个名词。（多媒体展现，教师讲授） 支点（O）：杠杆绕着转动的固定点。 动力（F1）：使杠杆转动的力。 说明：受力物体是杠杆，动力作用点在杠杆上。 阻力（F2）：阻止杠杆转动的力。 说明：受力物体同样是杠杆，阻力作用点也在杠杆上。 动力臂（1）：从支点到动力作用线的垂直距离。 阻力臂（2）：从支点到阻力作用线的垂直距离。 注意：是支点到线的垂直距离，而不是点到点的距离。 讨论：动力、阻力作用线的长度不够长如何办？ 3．力臂的画法： （1）找支点。 （2）画力的作用线（不够长虚线延长）。 （3）从支点到力的作用线作垂线。 （4）标垂足，画大括号，写字母1或2。 注意：步骤（3）中为虚线，与课本中的画法略有不同（第（4）步也不相同）。 三、布置作业
【板书设计】
【教学反思】
【校本作业】
<基础知识>
1．画出下图所示杠杆力F1和F2的力臂。
第1题图 第2题图
2．杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂2及力F1。
3．请在图中画出力F对支点O的力臂。
第3题图 第4题图
4．如图所示，杠杆处于水平位置平衡，请作出杠杆的动力F1和阻力F2的阻力臂。
5．如图是用撬棒撬石头的情景，选项中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（　　）
．
A B C D
<能力提升>
6．桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具，是杠杆的一种应用，如图甲所示。图乙是桔槔的简化示意图，请在图乙中作出水桶所受重力示意图，并画出动力的力臂1。
第6题图 第7题图
7．如图是小明用力F将倒在路边的垃圾桶扶起来的示意图，图乙是其简化图，此过程垃圾桶看作是一个以A点为支点的杠杆。请在图乙画出垃圾桶所受到的重力G（O点为重心）和力F的力臂。
8．如图所示，请画出力F的力臂。
8题图 第9题图
9．如图甲所示是小张用笤帚在水平地面扫地，图乙是简化图，以O为支点，作用在A点的动力为F1，请在图乙中画出作用在笤帚上B点阻力F2的示意图及其力臂。
10．如图所示，小聪在做俯卧撑，可将他视为一个以脚尖为支点O的杠杆，如果他的重心在A点，请在图中画出他的重力G的示意图和支持力F的力臂。
第10题图 第11题图
11.如图是开瓶盖的起子，可以看成是一个杠杆。请在图中画出杠杆的支点O及作用力F的力臂。
12．画出图中作用在指甲钳A点的力F的力臂。
一、杠杆（第2课时）
【教学目标】
1.理解杠杆的平衡条件、能通过实验探究总结出杠杆的平衡条件、会用杠杆的平衡条件解题。
2.了解杠杆的应用，能对杠杆进行分类，并了解分类原则。
3.结合本节教学，帮助学生树立劳动创造世界的观点，渗透科技是生产力的教育。
【教学重点】
重点：杠杆平衡条件，杠杆的分类和应用
【教学难点】
难点：会找力臂（力臂可能不在杠杆上），杠杆的应用。
【教学方法】
实验法、讨论法、总结法。
【器材准备】
铁架台、细线、粗细均匀的直杆、弹簧测力计、钩码若干等。
【教学流程】
教学流程 二次备课
一、情境创设 1．提出问题：小明和爸爸玩跷跷板，爸爸竟然被高高的翘起来，此时杠杆平衡了吗？ 2.什么是杠杆平衡？ 3.杠杆平衡需要满足什么条件？ 4.怎样对杠杆进行分类？ 5.不同类型的杠杆的特点是什么？ 二、新授课 （1）.探究杠杆的平衡条件。 1.设计实验： 实验器材：铁架台、细线、粗细均匀的直杆、弹簧测力计、钩码若干等。 2.实验过程： 1．将杠杆从其中点支起，并调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置上平衡，这样做是为了克服重力的影响。挂上钩码后，通过移动钩码或测力计的位置，仍使杠杆在水平位置上平衡，这是为了便于直接读出力臂。 2．分下列几种情况探究杠杆的平衡情况，并将结果记录在下面的表格里。 ①保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量，观察弹簧测力计的示数； ②保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置，观察弹簧测力计的示数； ③保持钩码数量和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的位置，观察弹簧测力计的示数； 测量序号F1/NL1/cmF2/NL2/cm123
分析、比较表中的数据，可以说明：动力臂与动力的乘积等于阻力臂与阻力的乘积。公式： 公式:F1×l1=F2×l2 3.古希腊学者阿基米德首先总结出了杠杆的平衡条件，也被称为杠杆原理。 （2）.杠杆的分类 1.分析上节课撬图钉的例子，结合阿基米德撬动地球的设想，对实验进行深化讨论，刚才研究的是杠杆恰好处于水平状态时的情况，此时L1=L2，F1=F2。很显然这只是一种特殊情况。 2.继续完成实验过程 将钩码左端的一个固定位置，在右端用力向不同的方向（非竖直方向）拉弹簧测力计，引导学生分析： 动力臂变小了，观察动力的大小变化。从而得出一个结论：若L1=L2，则F1=F2；若L1>L2，则F1F2。 根据使用特点，杠杆分为三类 省力杠杆------动力臂大于阻力臂（L1>L2，F1F2）省距离 等臂杠杆-------动力臂等于阻力臂（L1=L2，F1=F2）不省也不费距离 4.学生阅读，讨论图11-6 就具体杠杆进行分类 方法：①为具体的杠杆找出支点，动力、阻力作用点 ②作动力、阻力，并作出相应的力臂 ③比较动力臂和阻力臂的大小关系 介绍生活中的剪刀 ①总体大致分类 ②讨论裁衣剪刀具体使用时的特殊情况 三、布置作业
【板书设计】
【教学反思】
【校本作业】
<基础知识>
1．在“研究杠杆平衡条件”实验中，(1)实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，应将杠杆右端螺母向 (填“右”或“左”)边旋一些，使杠杆在 位置平衡；当在Ａ处挂三个钩码如图所示，要使杠杆平衡应在Ｂ处挂_________个钩码（每个钩码质量均100g）。拿去Ｂ处钩码，改在Ｃ处用弹簧测力计竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧测力计上的示数为_________N。
2．将重为5N和15N的甲、乙两物体，分别挂在杠杆的左右两端。若杠杆的重力忽略不计，当杠杆平衡时，左右两边力臂长之比为（ ）
A．3:1　　 　　B．2:1 C．1:3　 　 D．4:1
3．如图所示，杠杆处于水平平衡状态。在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，以下判断中正确的是（　　）
A．杠杆的左端下降 B．杠杆的右端下降
C．杠杆仍然保持水平平衡 D．以上情况都有可能发生
4．如图所示，用轻质杠杆把一重物由图示位置匀速提升的过程中，力F方向始终保持竖直，那么力F的大小（　　）
A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．保持不变 D．先变大后变小
5．如图所示，轻质杠杆AOB的支点是O，AO＝BO．若在A和B端分别悬挂重力相等的两个重物，则杠杆（　　）
A．保持平衡 B．A端下沉 C．B端下沉 D．以上均可能
6．下列用具在正常使用的过程中，属于省力杠杆的是（　　）
A．食品夹子 B．核桃夹 C．筷子 D．船桨
7．社会实践活动中，小明用如图所示的剪刀与园艺工人一起修剪树枝。下列说法不正确的是（　　）
A．用剪刀将树枝剪断说明力可以改变物体的形状
B．剪树枝时剪刀相当于一个省力杠杆
C．剪刀的刀口磨得锋利是为了增大压强
D．剪硬树枝时将树枝远离支点O会使树枝更容易被剪断
7．如图所示是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列说法正确的是（　　）
A．刀刃很薄可以增大压力 B．刀刃很薄可以减小压强
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
8．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠从OA匀速转动至OB，则在转动过程中，拉力F 　 （选填“一直变大”、“一直变小”或“始终不变”）。
<能力提升>
9．在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，此时杠杆处于 　 　状态（“平衡”或“不平衡”），则应将左端的平衡螺母向 　 　调节，也可把右端的平衡螺母向 　 　调节，或者同时调左右两端平衡螺母，直到 　 　。目的是 　 　。
（2）如图乙，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 　 　个相同的钩码：当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，此时杠杆在水平位置 　 　（“能”或“不能”）保持平衡。
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 　 　；小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆的平衡条件 　 　。（文字描述）
（4）如图丁所示，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时拉力F的力臂大小为 　 　cm，弹簧测力计示数大小为 　 　N。

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