资源简介

第一节　杠杆
1．物理观念：
(1)知道杠杆及与杠杆相关的概念。
(2)知道杠杆的平衡条件及其表达式。
(3)能从常见工具和简单机械中辨别出杠杆并进行分类。
(4)了解轮轴的特点及应用。
2．科学思维：
(1)通过对实例进行分析，结合示意图建立杠杆的模型，掌握力臂的画法。
(2)通过观察实验现象和分析实验数据，推理得出杠杆的平衡条件。
(3)通过模型结合杠杆平衡的原理进行分析，并能解决相关问题。
(4)通过学习轮轴的工作特点，分析模型，进一步掌握用观察、对比、推理论证来研究问题的方法。
3．科学探究：经历探究杠杆的平衡条件的过程，学会制订方案、收集证据、分析与论证、归纳实验结论的一般方法，提高实验探究能力和思维能力。
4．科学态度与责任：
(1)通过生活中的实例来建立杠杆模型，了解物理学中研究问题的方法，总结成功的经验。
(2)通过探究杠杆的平衡条件，主动参与科学探究，增强交流与合作的意识，加强相互协作精神。
教学重点：杠杆的平衡条件及杠杆的分类。
教学难点：力臂的概念和画法；利用杠杆的平衡条件解决实际问题。
铁架台、钩码、细绳、等分刻度的匀质木尺、多媒体课件等。
观看视频讲解
利用多媒体播放小朋友玩跷跷板和赛艇运动员划船的视频。
思考：请同学们观察，跷跷板和船桨在使用时有什么共同的特点？
学生回答：在力的作用下，能绕着固定点转动。
教师总结：我们把这种工具称之为杠杆，杠杆是一种简单机械，它们在我们生活中的应用十分广泛，如撬石头的撬棒、扁担，甚至连剪刀、铁锹都是杠杆的应用。今天，我们就来学习“杠杆”。
探究点一　杠杆的特点
观察：如图所示。
提出问题：撬棒、羊角锤、瓶起子、指甲剪在使用过程中有什么共同的特点？
归纳总结：我们把这种利用直杆或曲杆，在力的作用下绕杆上一固定点转动的简单机械叫作杠杆。
过渡提问：观察如图所示的杠杆，你能指出它的特点吗？
归纳总结：杠杆的五要素。
(1)杠杆可以绕其转动的点O，叫支点。
(2)驱使杠杆转动的力F1，叫动力。
(3)阻碍杠杆转动的力F2，叫阻力。
(4)支点O到动力F1作用线的距离L1，叫动力臂。
(5)支点O到阻力F2作用线的距离L2，叫阻力臂。
探究点二　杠杆的平衡条件
观察：如图所示。
提出问题：什么是杠杆平衡？
归纳总结：杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动，称为杠杆平衡。
实验探究杠杆在什么条件下平衡。
实验装置：如图所示。
【制订方案】(1)实验前，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样便于测量出动力臂和阻力臂。
(2)先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆再次在水平位置平衡，并将实验数据填写到实验表格中。
(3)重复实验步骤(2)两次，并将实验数据填到实验表格中。
【收集证据】
实验序号 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m
1
2
3
【分析与论证】比较动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的大小关系，分析得出结论。
根据上述实验数据得出结论：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。若用F1、L1、F2、L2分别表示动力、动力臂、阻力、阻力臂，杠杆平衡条件可表示为F1·L1＝F2·L2。
提出问题：此实验多次测量的目的是什么？
归纳总结：多次实验得出普遍规律。
过渡提问：如图所示，我们身边的杠杆很多，有的可以省力，有的可以省距离。你能对它们进行简单的分类吗？它们分别有什么特点呢？
归纳总结：(1)省力杠杆——动力臂大于阻力臂的杠杆，可以省力，但要费距离。
(2)费力杠杆——动力臂小于阻力臂的杠杆，可以省距离，但要费力。
(3)等臂杠杆——动力臂等于阻力臂的杠杆；既不省力，也不省距离，但可以改变力的方向。
观察：如图所示。
提出问题：整个指甲剪由几个杠杆组成？
归纳总结：整个指甲剪由3个杠杆组成，其中有1个省力杠杆，2个费力杠杆。
探究点三　杠杆平衡条件的应用
观察：如图所示。
提出问题：人推车需要经过障碍物A，B轮过障碍物时，小车可以看作是一个什么杠杆？支点在哪？
归纳总结：此时小车是一个费力杠杆，支点在C。
提出问题：人推车需要经过障碍物A，C轮过障碍物时，小车可以看作是一个什么杠杆？支点在哪？
归纳总结：此时小车是一个省力杠杆，支点在B。
观察：如图所示。
提出问题：杠杆是怎样平衡和运动的？
归纳总结：当杠杆F1L1≠F2L2时，杠杆不能处于平衡状态，将“顺着”力和力臂乘积大的一端运动。直到F1L1＝F2L2，杠杆重新平衡。
观察：如图所示。
提出问题：什么情况下动力最小？
归纳总结：根据F1L1＝F2L2，杠杆平衡时，在阻力、阻力臂不变的情况下，动力和动力臂成反比，即动力臂最大时，相对应的动力最小。
探究点四　轮轴
观察：如图所示。
提出问题：什么是轮轴？
归纳总结：轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。习惯上把大轮叫轮，小轮叫轴。轮轴可看作杠杆的变形。
提出问题：轮轴在使用过程中是省力还是费力的？
归纳总结：由杠杆平衡的条件可知F1R＝F2r，因为轮半径R大于轴半径r，所以F1第一节　杠杆
一、杠杆的特点
1．杠杆的概念：利用直杆或曲杆，在力的作用下绕杆上一固定点转动的简单机械叫作杠杆。
2．杠杆的五要素：
(1)杠杆可以绕其转动的点O，叫支点。
(2)驱使杠杆转动的力F1，叫动力。
(3)阻碍杠杆转动的力F2，叫阻力。
(4)支点O到动力F1作用线的距离L1，叫动力臂。
(5)支点O到阻力F2作用线的距离L2，叫阻力臂。
二、杠杆的平衡条件
1．杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
2．杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
三、杠杆平衡条件的应用
四、轮轴
学习杠杆之后，有助于帮助同学们学习掌握一些生活中常用工具的原理，在生活中可以运用杠杆原理解决实际问题。实验探究也提高了学生的动手能力，学习省力杠杆和费力杠杆，有助于学生在生活解决问题时多一种思路和技巧。

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