资源简介

(共42张PPT)
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
教学分析
1.认识杠杆，掌握有关杠杆的几个概念及其分类。
2.能从常见的工具和简单机械中识别出杠杆，会绘制杠杆示意图。
课前准备
学习目标
3.了解杠杆的平衡条件及其应用。
课前准备
教学分析
学习重点 ：力臂的概念，杠杆的平衡条件。
学习难点 ：力臂的定义及画法，杠杆平衡条件的探究过程。
学习方法 ：通过思考、讨论，总结归纳出基本规律，应用所学知识解释一些自然现象。
相关准备：约 1.5 m长的直杆、各种不同的剪刀、杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干等.。
教学内容
01
情境引入
02
互动新授
03
巩固拓展
04
课堂小结
点我喔
情境引入
古希腊著名的科学家阿基米德发现杠杆的平衡原理后,怀着一颗激动的心情写了一封信,把他这一重要发现报告给叙拉古国王希伦,他在信中说:“如果给我一个支点,一根足够长的硬棒,我就能撬动整个地球。”
想一想
杠杆为什么具有这么大的作用呢？
互动新授
知识点一 杠杆
小活动
活动一：观察钉在木板上的图钉，试一试可不可以用手拔出来。再试一试换用羊角锤可不可以拔出来。
那我们还可以用什么器械拔出来呢？生活中还有哪些类似的例子？
问题：这些工具有哪些共同的特征呢？
杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆。
互动新授
活动二：观察图中的撬棒，总结出杠杆的五要素，找出动力臂和阻力臂。
小活动
小活动
杠杆的五要素
互动新授
杠杆的基本要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
(1)支点:杠杆可以绕其转动的点,用“O”表示。
(2)动力:使杠杆转动的力,用“F1”表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用“F2”表示。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离,用“l1”表示。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用“l2”表示。
杠杆的五要素
说明：无论是动力还是阻力，杠杆都是受力物体,给杠杆作用力的物体都是施力物体。
互动新授
力臂绘制步骤：
(1)首先在杠杆的示意图上确定支点O。
(2)画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线延长。
(3)从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂,力臂一般用实线表示,并标上字母l1或l2,分别表示动力臂或阻力臂。
要正确画出杠杆上各力的力臂,关键是要明确力臂的概念.
力臂的画法
互动新授
力臂的画法
小活动
活动三：尝试画出力臂的示意图，明确一个完整的示意图应包含杠杆的五要素。
互动新授
力臂的画法
力臂的画法小口诀：
可以用下面简单的顺口溜记忆:
一定点(支点),二画线(力的作用线),从点(支点)向线(力的作用线)引垂线,力臂长同此线段(支点到垂足)。
互动新授
杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或勾速转动时,我们称为杠杆平衡。
提问：什么情况下杠杆才能平衡呢？此时动力、动力臂、阻力、阻力臂应满足什么条件？
知识点二 杠杆的平衡条件
互动新授
实验器材：杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。
提问：(1)为什么要调节杠杆在水平位置平衡
探究杠杆的平衡条件
(2)实验前,如何调节平衡螺母使其在水平方向平衡
(3)实验应至少进行几组
互动新授
提问：(1)为什么要调节杠杆在水平位置平衡
探究杠杆的平衡条件
( 1 )杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心在支点上，力臂为零，自身的重力对杠杆平衡不产生影响，同时还可以从杠杆所标刻度直接读出各力的力臂，因此我们要将杠杆调节到水平平衡状态。
(2)实验前,如何调节平衡螺母使其在水平方向平衡
( 2 )调节杠杆两端的平衡螺母，其方法与我们调节天平平衡的方法类似，我们开始调节杠杆平衡后，无论怎样悬挂钩码,杠杆两边的平衡螺母都不能再移动了。
互动新授
探究杠杆的平衡条件
( 3 )一次实验得出的结论具有偶然性，多次测量，得到多组实验数据得出的结论才具有普遍性。
(3)实验应至少进行几组
互动新授
探究杠杆的平衡条件
上面是我们探究杠杆平衡条件的基本操作方法,那么我们怎样探究出动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的关系呢 实验的基本思路是什么
想一想
我们可以先保持杠杆一侧的两个量不变，如左侧的阻力和阻力臂，改变另一侧的两个量,即右侧的动力和动力臂，然后再保持右侧的动力和动力臂不变，改变左侧的阻力和阻力，综合分析后找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系。
互动新授
探究杠杆的平衡条件
探究实验
请观看视频
要使杠杆平衡,需要满足以下条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
或写为F1l1=F2l2.这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
互动新授
想一想
问题：如图,此时杠杆受到的动力和阻力是在支点O的同侧还是异侧？这种情况下，杠杆还能平衡吗？
互动新授
想一想
问题：用实验器材来验证猜想，试试看杠杆能否平衡,其是否也满足上面我们刚刚探究出的杠杆的平衡条件
这种情况下杠杆依然可以平衡,同时也满足杠杆的平衡条件:
=.
互动新授
想一想
我们知道了杠杆的平衡条件,下面我们来看一道例题,请大家阅读教材 P107 例题,并找出题目中的已知量和所求量。
请大家画出杠杆平衡时受到的动力和阻力的示意图并画出动力臂和阻力臂。
互动新授
互动新授
想一想
1.动力臂和阻力臂的大小分别是多少？
动力臂长6 m,阻力臂长 4 cm。
本例题要求的是大象的质量，根据杠杆的平衡条件:=.
可以求出大象对杠杆的拉力,而此时这个拉力的大小就等于大象的重力，再根据G=mg，就可以求出大象的质量了。
2.本题所要求的物理量是什么？你的解题思路是什么？
互动新授
想一想
解:根据杠杆的平衡条件 =得：
===3×N
大象的质量
m====3×kg=3 t
计算过程：
互动新授
知识点三 生活中的杠杆
准备一个书包、一根1.5m长的直杆,请一位同学将书包用直杆撬在肩上,改变直杆与肩部接触的位置,体验撬书包的不同感受。
小实验
在撬书包这一过程中，撬杆相当于杠杆，书包离肩远近不，无非是改变了杠杆的动力臂与阻力臂的大小，所以，我们按其动力臂与阻力臂的相对长度来将杠杆进行分类。
杠杆按其省力与否，可分为三类：费力杠杆，等臂杠杆和省力杠杆，请同学们分析一下，这三类杠杆应满足什么条件
互动新授
知识点三 生活中的杠杆
结合杠杆的平衡条件
加以分析
互动新授
小活动
在理解了杠杆的分类原理后,请大家分成三组(等臂杠杆组、省力杠杆组和费力杠杆组),分别结合实际生活举出实例,谈谈不同杠杆的特点及应用。看哪一组说得又对又多。
等臂杠杆:翘翘板、天平等。
省力杠杆:羊角锤、起钉锤、开瓶器,撬棒、老虎钳、手推车、夹壳器，起子等。
费力杠杆:铁锹、扫帚,镊子、钓鱼竿,理发用的剪刀,筷子、船桨等。
互动新授
想一想
在实验室里我们测量物体质量的工具是什么？属于什么类型的杠杆？
天平。等比杠杆。
现在用这个天平来测量大概在100kg的猪，可以吗？
不可以，已经超过了天平的量程。
那么我们应该怎样测量这头猪的质量呢？
互动新授
小活动
想一想天平测量物体质量的原理。
如右图所示，天平是等臂杠杆,由杠杆平衡条件知又因为所以
=.
科学世界
我国古代的杠杆
在古代，我国人民就善于在生产生活中利用各种各样的杠杆。
桔槔(图12.1-7)是古代的取水工具。人们在井边竖一根立木，或就地利用树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶。不取水时，石头位置较低;当要取水时，人借助体重向下用力将横木系水桶的一端往下拉，另一端大石块的位置则上升。当水桶装满水后，就让另一端的大石块下降，通过杠杆的作用，将水桶提升。因此，使用这种提水工具时可以减轻劳动强度。
巩固拓展
科学世界
我国古代的杠杆
踏碓(图12.1-8)是古代的春米工具，由杵臼演变而来，也运用了杠杆原理。用柱子架起一根木杠，木杠的一端装一块大石头，用脚连续踩踏木杠的另一端，石头就连续起落，去掉石白中稻谷的皮。在踏碓的基础上，人们又发明了利用水力的水碓(图12.1-9)，水碓的原动轮是一个大型卧式水轮，轮的轴上装有一排互相错开的拨板，用以拨动碓杆，碓杆的一端装有碓头，水轮转动时，就使几个碓头相继春米。它不仅用于粮食加工，还用于舂碎香料、陶土等。
巩固拓展
科学世界
我国古代的杠杆
我国古代还有许多杠杆的应用。明代的科技著作《天工开物》中就记载了许多利用杠杆的器具，有兴趣的同学可以进一步研究。
巩固拓展
拓展：我们通过实验探究总结出了杠杆的平衡条件,在实验过程中,我发现有的同学将弹簧测力计倾斜着拉动,倾斜着拉动,示数会发生什么变化？为什么？
想一想
杠杆在水平位置平衡，阻力、阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，动力臂变小,动力变大。
同学们在做实验时,弹簧测力计应该竖直向上拉,为什么不能竖直向下拉呢
因为弹簧测力计自身有重力,所以不能竖直向下拉,这样不仅使动力的方向与杠杆乖直,可直接读出力臂,而且力的大小还不会受到其自身重力的影响。
巩固拓展
想一想
问题：本节课初我们提到了阿基米德的豪言壮语:“如果给我一个支点,一根足够长的硬棒,我就能撬动整个地球,”同学们想一下,如果真有这样的支点和硬棒,阿基米德能撬动地球吗？
假如阿基米德真能将地球举起1mm，他扶着杠杆的手就得移动让人不可想象的距离！有一个大体的估测，以阿基米德有百岁寿命计，这段时间是阿基米德寿命的 3X10倍，可见阿基米德即使是用一辈子的时间扶着杠杆撬地球，也不能把地球举起像极细头发丝那样的一段距离。
虽然阿基米德的大杠杆无法实现,但是他探索科学的精神是值得大家学习的,在生活中,有很多的地方应用了杠杆,可以说杠杆无处不在,下面通过例题加以巩固。
巩固拓展
例题：小明在进行小制作时,需要剪一块白铁皮,最好选用下图剪刀中的（ ）。
巩固拓展
D
【解析】 由于铁皮是坚硬的物体，需要用很大的力，故剪铁皮时应使用省力杠杆，即动力臂大于阻力臂的杠杆，图D中剪刀的动力臂明显大于阻力臂。
1.下列说法中错误的是( )
A.一根直的硬棒一定是杠杆
B.杠杆可以是直的、弯的或其他形状的
C.在力的作用下,能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆
D.当力的作用线通过支点时,力臂大小为零
巩固拓展
A
巩固拓展
【解析】解:A.一根直的硬棒，如果不受力就不是杠杆，故A不正确;
B.杠杆可以是直的、弯的或其他形状，正确;
C.在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆，正确;
D.据力臂定义可知，当力的作用线通过支点时，力臂大小为零，正确。
故答案为:A。
2.(多选)在以下几个事例中,人使用的工具或问题中研究的对象属于杠杆的是( )
A.正在夹取物体的镊子
B.拔铁钉的羊角锤
C.杂技演员手中的“水流星”
D.打气筒中的活塞杆
巩固拓展
AB
巩固拓展
【解析】
夹取物体的镊子、拔铁钉的羊角锤都可以绕固定点转动，它们都是杠杆;杂技演员手中的水流星，是用柔软的绳子连接在一起的，不是杠杆;打气筒中的活塞杆，不能绕定点转动，不是杠杆;
故选:AB。
5.如图所示的简单机械,在使用中属于费力杠杆的是( )
A.羊角锤 B.镊子 C.瓶起子 D.托盘天平
巩固拓展
B
巩固拓展
【解析】A、在使用羊角锤时，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，不符合题意;
B、在使用镊子时，动力臂小于阻力臂，所以它是费力杠杆，符合题意;
C、在使用起子时，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，不符合题意;
D、天平实质上是一个等臂杠杆，使用它不省力也不费力不符合题意。
故选B。
课堂小结
3.杠杆的分类：
等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,动力等于阻力。
省力杠杆:动力臂大于阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,动力小于阻力。
费力杠杆:动力臂小于阻力臂的杠杆,杠杆平衡时,动力大于阻力。
1.定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是一个杠杆。
2.杠杆的五要素:支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
3.杠杆的平衡条件:动力X动力臂=阻力X阻力臂(F1l1=F l2).
下节课，再见！

展开更多......

收起↑