资源简介

第2课时　杠杆的应用
多媒体课件。
一、情景导入
我们先来听一个小故事：“给我一个支点，我可以撬动地球。”古希腊大数学家阿基米德对国王说。“哈哈！你太吹牛了！”国王大笑着说：“你先给我推动一样东西看看，看你讲的话怎么样。”当时，国王造了一艘很大的船，可是没有办法推到水里去，即使把全城的人都集合起来，恐怕也不能推动。国王对阿基米德说：“那么，就请你来帮忙吧，把这艘船推动到水里去吧，我的吹牛家！”阿基米德满口答应。他精心设计了一套复杂的杠杆和滑轮组合成的机械，末端留了一根拉绳，然后请国王来看表演。这一天，海边人山人海，那艘大船，长十几丈，高几层楼，确实是一个庞然大物。阿基米德将那一根拉绳交给了国王，说：“请你拉一下吧，一切都解决了。”国王半信半疑，手里拿着绳子，先看了看，然后这么轻轻一拉。奇迹出现了：大船移动起来，渐渐地向海里滑去，就像变魔术一样。国王瞪大了眼睛，张着嘴半天才说：“这，这是怎么回事，莫非有上帝在相助？”顿时，岸上爆发出一阵欢呼声。在这个小故事里，聪明的阿基米德巧妙地运用了杠杆，今天我们就来学习杠杆的应用。
二、合作探究
　杠杆的分类
（一）省力杠杆
同学们注意观察，分析瓶盖起子、撬棒的使用情况，看它们的动力臂与阻力臂大小是什么关系。
　　　
同学们交流讨论上述问题：瓶盖起子、撬棒在使用时动力臂l1大于阻力臂l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力F1小于阻力F2，即它们在使用时可以省力。
省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，省力但费距离。生活中常见的省力杠杆还有钳子、铡刀、羊角锤等。
（二）费力杠杆
同学们注意观察，分析钓鱼竿、筷子、缝纫机踏板的使用情况，看它们的动力臂与阻力臂大小是什么关系。
　　
同学们交流讨论上述问题：钓鱼竿、筷子、缝纫机踏板在使用时动力臂l1小于阻力臂l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力F1大于阻力F2，即它们在使用时要费力。
费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，费力但省距离。生活中常见的费力杠杆还有镊子、面包夹、理发剪刀等。
（三）等臂杠杆
多媒体展示图片：天平。
等臂杠杆的特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，不省力也不省距离。等臂杠杆最重要的应用是天平。
　杠杆的最小力问题
(1)作用在杠杆上力的大小，可以根据杠杆平衡条件进行判断：由F1l1＝F2l2得，动力F1＝，动力臂l1越长，动力F1越小。
(2)画杠杆“最小力”的技巧：①连线，连接支点与动力作用点（或离支点最远的点）；②作垂线，作连线的垂线；③标方向，确定力的方向。
第一节　探究：杠杆的平衡条件
第2课时　杠杆的应用
杠杆的应用
完成本课时对应练习。
通过本节课的学习，领悟到杠杆的理论知识来源于实践，反过来又指导实践；并且知道杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。大约在三千多年前就有用来捣谷的舂，用来井上汲水的桔槔（俗称“吊杆”），还有能够做精确称量的天平和杆秤，在古书《墨经》中就有记载，这样的记载在世界物理学史上都是非常有价值的，同学们应该为我国这样悠久的文化历史感到自豪。第2课时　测量机械效率
多媒体课件、刻度尺、钩码若干、弹簧测力计、铁架台、两个相同的滑轮、长约2 m的细绳等。
一、情景导入
在实际应用中，我们总希望有用功在总功里所占的比例更大些，即机械效率更高些。那么，怎么才能知道一个机械效率的高低呢？使用同一个机械提升不同的重物时，其机械效率是否会发生变化？下面就让我们进入本节课的内容——测量机械效率。
我们骑自行车上坡时，选择怎样的路线更轻松些？往汽车上搬运较重的货物时，常常看到搬运工人搭上一个长木板，沿木板就可以把货物轻松地推上去，这是为什么？（学生回答：走S形路线轻松；斜面可以省力……）那这样是否省功呢？为什么？（学生回答：不省功；使用任何机械都不省功）我们能用实验来探究说明吗？下面我们就一起来探究如何测量机械效率。
二、合作探究
　测量滑轮组的机械效率
如何测量滑轮组的机械效率？
(1)实验原理：η＝×100%＝×100%。
(2)器材：刻度尺、钩码若干、弹簧测力计、铁架台、两个相同的滑轮、长约2 m的细绳。
(3)步骤：
①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格；
②按图安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置；
③缓慢匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格；
④算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格；
⑤改变钩码的数量，重复上面的实验。
实验次数 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
4
(4)结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。
①同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高。所以增大物体的重力，可以增大有用功占总功的比例，提高机械效率；
②提升相同重物的情况下，动滑轮重力越小，机械效率越高。所以减小滑轮组中动滑轮的自重，可以减小额外功占总功的比例，提高机械效率；
③改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，以减小摩擦阻力，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。
(1)同一滑轮组，所提升物体越重，机械效率越高；提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越低，但越省力。
(2)提高机械效率的方法：①增加被提升物体的重量；②使用较轻的动滑轮；③设法减小滑轮转动时的摩擦阻力。
【例】某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组的机械效率，记录数据如表：
实验序号 钩码重G物/N 钩码上升的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/%
① 4 0.1 1.8 0.3 74.1
② 6 0.1 2.4 0.3 　 　
(1)实验时，应沿竖直方向　匀速　拉动弹簧测力计。
(2)第②次实验中，拉力做的总功是　0.72　J，滑轮组做的有用功是　0.6　J，滑轮组的机械效率η＝　83.3%　（结果精确到0.1%）。
(3)由记录的数据分析，两次机械效率不同的主要原因是　钩码重不同　。
【解析】(1)在探究滑轮组的机械效率时，用弹簧测力计提升重物时应沿竖直方向匀速拉动物体上升；(2)拉力做的功为总功，对重物做的功为有用功，滑轮组的机械效率为η＝×100%＝×100%，所以第②次的总功为W总＝Fs＝2.4 N×0.3 m＝0.72 J；第②次做的有用功为W有＝G物h＝6 N×0.1 m＝0.6 J；机械效率为η＝×100%＝×100%≈83.3%；(3)通过对两次实验数据的比较，可得出：滑轮组所提升的钩码重不同，机械效率不同，钩码越重，机械效率越高。
第三节　机械效率
第2课时　测量机械效率
测量机械效率
完成本课时对应练习。
本节主要讲如何测量机械效率。初学“机械效率”，往往会将有用功、额外功、总功弄混淆。想要学生理解机械效率的物理含义以及会测量机械效率，就必须使学生分清楚哪部分功是有用功，哪部分功是额外功，或者哪个力做的功是有用功，哪个力做的功是额外功，哪个力做的功是总功，分清楚后才知道在实验中该测量哪些物理量。
机械做功以及机械效率与实际生活联系比较密切，从学生熟悉的实例出发，本节课教学设计应当注重让学生独立自主思考，教师起引导的作用，调动学生自主学习的积极性和主动性。教学设计注意体现物理学的价值，提高学生理论联系实际、解决实际问题的能力，在教与学过程中促进学生科学的价值观和世界观的形成。第二节　滑轮及其应用
物理观念：
1.了解定滑轮和动滑轮，并能识别它们。
2.理解定滑轮、动滑轮的特点与实质，并能用它们来解决简单的问题。
3.知道滑轮组的结构、特点和应用，会根据要求使用和组装滑轮组。
4.能识别生产、生活中常见的滑轮，能进行相关的计算。
科学思维：
学习从实验中归纳科学规律的方法。
科学探究：
1.通过观察和实验，了解定滑轮和动滑轮的结构。
2.通过探究，了解定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点。
科学态度与责任：
1.具有利用简单机械解决问题的能力，具有对现实生活中简单机械的应用是否合理进行评价的意识。
2.通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
重点：探究定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点和应用，学会组装滑轮组。
难点：掌握定滑轮和动滑轮的实质，会进行滑轮组的相关计算。
多媒体课件、滑轮、钩码若干、弹簧测力计、细绳、刻度尺。
一、情景导入
　　当我们参加升旗仪式时，看到站在地面上的人向下拉绳子，国旗就徐徐升起了。你知道旗杆顶端有一个什么机械帮助把国旗升上去的吗？你了解它的作用与实质吗？你还能举出它在其他方面的应用吗？下面就开始我们今天这节课的学习。
二、合作探究
　定滑轮及其特点
我们可以直接用手将物体提升，但如果高度太高，手够不到怎么办呢？比如把国旗提升到顶端，这个时候就要用到滑轮了，现在我们就来模拟用滑轮提升国旗的情景。
定滑轮在使用时有什么特点？使用机械的作用在于省力或者省距离，那么定滑轮的作用是什么呢？
(1)实验器材：滑轮、钩码若干、弹簧测力计、细绳、刻度尺。
(2)实验过程：教师展示一个定滑轮装置，利用它提起钩码，并对定滑轮的构造进行简单介绍。
(3)实验记录表格：
实验次数 钩码重力G/N 钩码升高的高度h/cm 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计移动的距离s/cm 用力的方向
1
2
3
定滑轮的特点和实质：定滑轮是一个等臂杠杆。图中所示定滑轮两边的力与轮相切，中心轴为杠杆的支点，轮的直径可以看作是一根硬棒，动力和阻力作用在直径的两端，动力臂等于阻力臂。
注意：用定滑轮提升重物时，动力移动的距离等于重物升高的高度。
定滑轮：
(1)定义：使用时，轴固定不动的滑轮。
(2)实质：等臂杠杆。
(3)特点：不省力，但可以改变力的方向。
　动滑轮及其特点
动滑轮有什么特点？它是如何工作的呢？
(1)实验器材：滑轮、钩码若干、弹簧测力计、细绳、刻度尺。
(2)实验过程：教师展示一个动滑轮装置，利用它提起钩码，并对动滑轮的构造进行简单介绍。
(3)实验记录表格：
实验次数 钩码重力G/N 钩码升高的高度h/cm 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计移动的距离s/cm 用力的方向
1
2
3
动滑轮的特点和实质：动滑轮是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆。如图所示，动滑轮由于一边悬于固定点，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于固定边与轮相切的地方。过“支点”的轮的直径相当于杠杆，重物的重力为作用在杠杆上的阻力，人施加的力为动力，因此动力臂是直径，阻力臂是半径，动力臂是阻力臂的2倍。
动滑轮：
(1)定义：使用时，轴随物体一起运动的滑轮。
(2)实质：动力臂为阻力臂2倍的杠杆。
(3)特点：可以省力，但不改变力的方向，且费距离。
　滑轮组
定滑轮和动滑轮使用时有不同的特点，我们能否据此设计出一种既省力又可以改变力的方向的机械呢？
大家是不是在想，需要改变用力方向时用定滑轮，需要省力时用动滑轮。如果把定滑轮和动滑轮组合起来，就可以既能省力、又能改变用力方向，这样问题不就解决了嘛。但是，组合之后是不是又会出现新的问题呢？我们看一段视频，你就明白了。（视频详见教学课件）
现在，大家明白滑轮组的工作特点了吧。下面，请同学们利用手边的仪器尝试利用一个定滑轮和一个动滑轮，组合连接成一个滑轮组，并验证一下滑轮组的规律。
(1)使用滑轮组时，若不计动滑轮重、绳重及摩擦，则动滑轮上有几段绳子承担物体的重力，提起物体所用的力就是物体重力大小的几分之一，即F＝G物（n为吊动滑轮和重物的绳子段数）。若考虑动滑轮重G动，但不计绳重及摩擦时，则F＝（G物＋G动）。
(2)若物体升高高度h，则绳子自由端移动距离s＝nh。
(3)绳子自由端移动的速度v绳与物体移动的速度v物的关系式：v绳＝nv物。
(4)确定承担重物的绳子段数n的方法：在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只数与动滑轮相连的绳子段数。
第二节　滑轮及其应用
滑轮及其应用
完成本课时对应练习。
本节知识具有承上启下的作用。滑轮是继上一节“杠杆”之后学生学习的又一种重要的简单机械，滑轮实质上是杠杆的变形，可以通过杠杆平衡条件来分析；同时滑轮也是以后学习机械效率的基础。通过对滑轮特点的理论分析，再次体会从具体到抽象的研究方法。首先从实物引入，让学生亲自动手探究使用定滑轮和动滑轮的好处，理论与实践相结合理解滑轮的实质；然后指出如果把定滑轮和动滑轮组合起来使用，就可以既省力又方便；接着研究使用滑轮组时拉力与物重的关系，层层递进，使学生在学习过程中容易接受新知识，充分调动了学生的积极性。跨学科实践　制作“龙骨水车”模型
物理观念：
1.了解“龙骨水车”的历史。
2.了解“龙骨水车”的制作材料。
3.了解“龙骨水车”的工程技术。
4.了解“龙骨水车”的应用环境。
科学思维：
在跨学科实践活动中，培养学生动手能力和与他人合作交流分析的意识和能力。
科学探究：
通过自己动手制作水车模型，进一步了解简单机械的原理与实际应用。
科学态度与责任：
培养学生观察思考、勇于发现、乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
一、情景导入　生成问题
民以食为天，自古以来，粮食问题是历朝历代政府严密关注的问题。粮食的生产离不开水，现代化的抽水机在强大发动机的带动下，短时间就能完成万亩良田的灌溉任务。然而在依靠人力畜力的古代，人们又是如何实现对田地的灌溉的呢？聪明的古代农业科学家们发明了一种叫做“龙骨水车”的抽水装置，极大地减轻了人们灌溉的压力，更提高了灌溉作业的效率。
二、自学互研　生成能力
活动1：了解“龙骨水车”
“龙骨水车”，即翻车，是汉代中国劳动人民创造的一种机械提水工具，多用人力或畜力转动。最早见于《后汉书·张让传》的记载，多认为是经过三国马钧改良而来。
旧时中国民间灌溉农田用的“龙骨水车”，为世界上出现最早、流传最久远的农用水车。它是一种刮板式连续提水机械，是中国古代劳动人民发明的最著名的农业灌溉机械之一。曹魏时，经过改制的翻车用于灌溉，可用手摇、脚踏、牛转、水转或风转驱动。龙骨叶板用作链条，卧于矩形长槽中，车身斜置河边或池塘边，下链轮和车身一部分没入水中。驱动链轮，叶板就沿槽刮水上升，到长槽上端将水送出。如此连续循环，把水输送到需要之处，可连续取水，功效大大提高，操作搬运方便，还可及时转移取水点，即可灌溉，亦可排涝。中国古代链传动的最早应用就是在翻车上，是农业灌溉机械的一项重大改进。
活动2：制作简易水车
准备材料：三个矿泉水瓶、一根吸管。
1.拿出一个水瓶，剪掉下半部分。
2.将上半部分剪成如图所示。
3.做好后就是这样。
4.将下半部分减去底座。
5.将中间部分卷起来。
6.然后把它们结合起来。
7.取出另外两个矿泉水瓶在相同的位置挖个小孔。
8.在瓶里装上水，将吸管一端插进瓶里。
9.然后将它们组合在一起。
10.将吸管的另一端插进另一个瓶里。
11.一个简易小水车就做好了。
活动3：知道水车的原理和作用
（一）原理
水车是一种利用水流动力来提水的装置。它由一个旋转的轮子和一个或多个水槽组成。当水流冲击水车的叶片时，叶片旋转，将水带入水槽中，然后通过管道将水输送到需要的地方。水车的旋转速度取决于水流的速度和力量。
（二）作用
1.提水：水车可以利用水流的动力将水从低处提到高处，解决了一些地区水源不足的问题。例如，在干旱地区，人们可以使用水车将河水抽到农田中，为农作物提供必要的水分。
2.灌溉：水车可以将水输送到农田、花园或果园中，为农作物提供充足的灌溉。在古代，人们使用水车将水引入农田，为农作物提供必要的水分和养分。在现代，灌溉系统和水车结合使用，使得灌溉更加高效和便捷。
3.发电：水车还可以利用水流的动力来发电。水流冲击水车的叶片，使得叶片旋转，从而将水的势能转化为机械能，最终转化为电能。这种发电方式被称为水力发电，是一种可再生的能源。
4.生活用水：在一些地区，人们仍然使用水车来提供生活用水。例如，在一些偏远地区或农村地区，人们可以使用水车将河水引入家中，用于饮用、洗浴等日常生活用水。
三、交流展示　生成新知
《天工开物》记载的踏车是旧时依靠人力的一种引水机具，由水槽、木齿轮、刮水板、木制链条等组成。如图所示，车身是木板制成的水槽，车头和车尾各装有一个木齿轮，车尾装的是小轮，车头装的是大轮，大轮连着拐木（拐木长度大于大轮半径），木制链条上装有刮板，并套在两木齿轮上。水车灌溉时，用力转动拐木，使大轮轴转动，带动槽内刮板刮水上行，倾灌于地势较高的田中。关于踏车说法正确的是(C)
【解析】A.“踏车汲水”中，水被提升到高处，水的动能转化为重力势能，故A错误；B.汲水过程中，水所受的重力会做功，故B错误；C.车头大轮与拐木组成了一个轮轴，相当于省力杠杆，故C正确；D.加快踩踏拐木的速度，可以增大“踏车汲水”的功率，效率是物体所做有用功和总功之比，加快速度，有用功和总功之比没变，效率也不变，故D错误。第三节　机械效率
物理观念：
1.知道有用功、额外功、总功，理解机械效率，会计算机械效率。
2.能设计实验并测量滑轮组机械效率，通过实验知道影响滑轮组机械效率的因素。
科学思维：
对利用物理公式间接测定物理量这种科学方法有感性认识。
科学探究：
经历探究滑轮组机械效率的过程。通过探究，培养学生拟定简单的科学探究计划和实验方案的能力。
科学态度与责任：
1.机械效率反映的是机械做功性能的好坏，通过探究活动，对节约能源的认识有新的拓展。
2.在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结果的科学态度。
重点：有用功、额外功和总功的含义，机械效率的概念与计算，测量滑轮组的机械效率。
难点：理解有用功、额外功、总功之间的联系和区别；探究滑轮组的机械效率，掌握影响机械效率的因素。
第1课时　认识机械效率
多媒体课件、细绳、弹簧测力计、滑轮、刻度尺、钩码若干等。
一、情景导入
小红家最近买了一处新房，家在三楼。他们想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。有如图所示的3种方法供参考：第1种是人直接提着沙子上楼；第2种是把沙子放进桶里，人通过动滑轮把沙子拉上楼；第3种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙子拉上楼。
请同学们根据需要选择最合适的方法。你们知道这样选择的理由吗？要解释这个问题，就要用到今天我们要学习的一个新的物理量——机械效率。
二、合作探究
　有用功、额外功和总功
学生分小组按照如图所示的方法进行实验：①用弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度，读出弹簧测力计的示数；②用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码匀速提升相同高度，读出弹簧测力计的示数。
改变提升钩码的重力，重复上面的步骤，将相关数据记录在表格中。
钩 码 重 力 G/N 直接用手提升钩码 利用动滑轮提升钩码
弹簧测力计的示数F/N 钩码提升的高度h/m 拉力做的功W1/J 弹簧测力计的示数F′/N 钩码提升的高度h′/m 弹簧测力计通过的距离s/m 提升重物做的功W2/J 提升动滑轮做的功W3/J 拉力做的功W4/J
1
2
3
　　实验分析：分析数据，比较弹簧测力计前后两次所做的功，发现利用动滑轮所做的功多一些，小组讨论交流可能的原因。分析得出，使用机械时，会有省力、方便等有利因素，但由于机械本身的自重以及摩擦等因素，要做更多的功。
小组间交流讨论什么是有用功、额外功和总功。
使用机械时，拉力（或动力）所做的功，物理学中叫总功。对我们是无用的，但又不得不做的功叫额外功。从总功中减去额外功，是对我们有用的功，即有用功。
　机械效率的大小
(1)人们希望在总功中有用功所占比例更大些。在物理学中，用机械效率表示有用功和总功之比。
(2)机械效率＝×100%。
(3)计算公式：η＝×100%。
同学们分组交流讨论：
(1)机械效率有单位吗？
(2)为什么机械效率没有大于1的？
(3)用小数和百分数来表示机械效率，你认为哪种表达更好？
机械效率没有单位，通常用百分数表示。由于总是有额外功存在，机械效率总小于100%。
第三节　机械效率
第1课时　认识机械效率
认识机械效率
完成本课时对应练习。
这一节主要讲述有用功、额外功、总功和机械效率等方面的内容。前面我们已经学习了功的基本概念，而引入这些物理概念的目的就在于要研究机械做功的问题。一谈到机械做功就不得不谈到机械效率的问题，所以这节课将更多地与我们的实际生活相联系。在上课时注重与生活实际相联系，让学生通过学习，明确机械的使用就是为了代替人力做功，鼓励学生认真了解和认识身边的机械，而且在教学过程中让学生自己动手探究滑轮组的机械效率，调动了学生自主学习的积极性和主动性，激发了学生学习的兴趣。第十一章　简单机械
第一节　探究：杠杆的平衡条件
物理观念：
1.认识杠杆，了解杠杆的五要素，并能作出力臂。
2.理解杠杆的平衡条件，并会进行相关计算。
3.能根据一定的标准对杠杆的使用、特点以及作用效果等进行分类。
科学思维：
经过绘制力和力臂的过程，体会科学抽象的方法。
科学探究：
探究杠杆的平衡条件，体会科学探究的各个环节。
科学态度与责任：
1.乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，具有利用杠杆方便自己生活的意识。
2.通过设置的问题情境，引导学生学会从多角度思考、探索、交流，激发学生的好奇心和主动学习的欲望，培养学生探究物理规律的兴趣。
重点：杠杆的平衡条件、杠杆的分类与识别。
难点：力臂的概念及画法、动态杠杆的分析。
第1课时　杠杆及其平衡条件
多媒体课件、杠杆、钩码若干、弹簧测力计、支架。
一、情景导入
教师用多媒体播放正在施工的建筑工地的视频。（视频详见教学课件）
在现代建筑工地上，人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动，在生产、生活中，这些工具起到了什么作用？它们有什么共同特点？要找到答案，下面我们就来学习本节课的知识——杠杆及其平衡条件。
二、合作探究
　认识杠杆
多媒体展示图片：瓶盖起子、剪刀、天平、指甲剪、核桃钳，并一起分享使用这些工具的感受。
　　　　
　　　
同学们交流讨论，归纳它们的相同点，试着给杠杆下一个定义。再思考讨论一下杠杆一定是直的吗？想一想生活中还有哪些物体可以看作杠杆？
(1)物理学中，在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。
(2)有关杠杆的几个名词：①支点：杠杆可以绕着转动的固定点O；②动力：使杠杆转动的力F1；③阻力：阻碍杠杆转动的力F2；④动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离l1；⑤阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离l2。
(3)教师板演画图并解说。
（作图细节提醒：力的延长线用虚线表示；力臂用虚线加大括号表示，标记力臂时垂直的地方应有垂足；支点处用O标记；5个名词必须用正确的字母表示）
　杠杆的平衡条件
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说此时杠杆处于平衡状态。在生活中，我们经常利用杠杆的平衡解决问题。那么，杠杆在什么条件下才能平衡呢？
实验探究：杠杆的平衡条件。
(1)提出问题
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？
(2)实验器材
杠杆、钩码、弹簧测力计、支架。
(3)制订计划与设计实验
提问：在如图甲、乙所示的两种状态中，杠杆均处于静止状态即平衡状态，那么在实验过程中应该选择哪种平衡状态？为什么？
　
（讨论得出方案：选择甲；实验时，使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出力臂的大小）
提问：当杠杆不挂钩码且调节平衡后，挂上钩码若杠杆不平衡，能用杠杆两端的平衡螺母调节吗？
教师总结实验注意事项：
A．在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡；
B．挂钩码后，不能再移动平衡螺母；
C．读数时，杠杆仍要求处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。
(4)进行实验与收集数据
引导学生按照设计方案中的装置图分组进行实验探究，及时记录数据。
a．调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；b.在杠杆两边挂上钩码，调节钩码的位置，使杠杆
在水平位置重新平衡，记录F1、l1、F2和l2；c.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据，并记入表格。
实验次数 F1/N l1/m F1·l1/(N·m) F2/N l2/m F2·l2/(N·m)
1
2
3
学生对数据进行处理，根据所得数据进行讨论，总结得出杠杆的平衡条件。
(5)交流与合作
引导学生相互交流得到探究结果，得出杠杆的平衡条件。
杠杆的平衡条件为：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2。
第一节　探究：杠杆的平衡条件
第1课时　杠杆及其平衡条件
完成本课时对应练习。
杠杆在生活和生产中有着广泛的应用，学好这部分知识具有重要的实际意义。杠杆是一种重要的简单机械，也是学习滑轮和其他一些简单机械的基础。大部分学生对生活中的杠杆比较熟悉，也很感兴趣，但对杠杆的“五要素”及杠杆的平衡条件还不清楚。通过本节课的学习，可以把学生的感性经验上升为理性认识。另外，让学生亲自经历探究杠杆平衡条件的全过程，有利于培养学生科学探究的能力。

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