杠杆平衡条件

杠杆平衡条件 彭州市通济中学八年级物理下册集体备课学案 第十一章 机械与功 一、杠杆 彭州市通济中学 王云凯 教学目标 1(知识与技能: (1)知道什么是杠杆; (2)理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂。 (3)理解杠杆的平衡条件 (4)知道杠杆的分类及特点 2(过程与:通过举例认识杠杆，会分析杠杆的几个概念。 3(情感、态度与价值观: 体验科学探究的乐趣，了解杠杆在生活中的应用。 教学重点 理解杠杆支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂，杠杆的平衡条件 教学重点 理解杠杆的平衡条件以及杠杆的分类及特点 教学过程 一、引入新课 通过浮力的学习，同学们已经知道了阿基米德是古希腊伟大的科学家，他在物理学方面的主要贡献有两项:浮力问题与杠杆平衡问题。阿基米德有句名言:“给我一个支点，我可以撬动地球。” 置疑:阿基米德说这句话的根据是什么 ? 你认为这可能吗, 阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆，也就是这节课要研究的问题。 二、杠杆 1.认识杠杆 要求学生观察上图12,2,3:生活中的常见的杠杆。 要求学生举出其他生活中的杠杆。 进行讨论，找出图中杠杆的共同特征——都绕一固定点转动。 教师出示羊角锤，分析使用时有一固定点。 要求学生分析其余杠杆的固定点。 杠杆概念:在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬杆，叫杠杆。 “硬杆”指在力作用下不易发生形变的受力的杆状物体，可以是直的也可是弯的，形状也可以是各种各样，可是方的、圆的等。 要求学生再举其他例子。 例如:用来拧螺母的扳手可以使我们轻易地将螺母拧紧或拧松。 订书机可以很方便地把纸装订在一起。 2(杠杆有关的概念 支点 ( O ) :杠杆绕着转动的固定点。 动力 ( F ) :使杠杆转动的力。 1 阻力 ( F ) :阻碍杠杆转动的力。 2 动力臂 ( , ) :支点到动力作用线的距离。 1 阻力臂 ( , ) :支点到阻力作用线的距离 2 力臂是支点到力的作用线的垂直距离。 彭州市通济中学八年级物理下册集体备课学案设计 作力臂的步骤:( 1 )找准支点;( 2 )沿力的方向作出力的作用线;( 3 )从支点向力的作用线画垂线;( 4 )标出力臂。 教师举杠杆撬球的例子分析五个概念。 画出杠杆撬球中的各种物理量。 支点是杠杆绕着转动的固定点，在分析支点时，我们可以假想杠杆发生转动，杠杆围绕哪一点转动，哪一点就是支点。如图所示，我们假设杠杆在动力作用下做逆时针转动，其中 O 点是不动的，所以 O 点就是支点。 力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起，沿力的方向所画的直线，如图所示，动力的作用线是从 A 点起沿 F 方向的直线。 1 从支点 O 向动力 F 的作用线所画的垂线就是动力臂, ，从支点O 向阻力F 的作用112线所画的垂线就是阻力臂, 了。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线，只要把平面2 几何中作“点到直线的距离”的方法迁移过来，就不难解决力臂作法这一难点。 必须明确:力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离，如图所示中，不能把 OA 和 OB 作为动力臂和阻力臂。 例题: 在黑板上画出各杠杆的示意图，画出它们的支点、动力和阻力。 如:铡刀、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。 由4名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂，巡回指导，最后进行讲评。 可选择分析一些实际杠杆，如:抽水机、汽车刹车踏板、胳膊、缝纫机踏板等。 三、实验探究:杠杆的平衡条件 提问:杠杆的平衡与哪些因素有关，有什么样的关系 ? 与动力、阻力、动力臂、阻力臂有关。 步骤如下: (1) 将杠杆挂在铁架台上，观察是否在水平位置平衡 ( 静止 ) ;若不是，可调节平衡螺母，使之水平平衡。 此处可提问:为什么要使杠杆在水平位置平衡,若学生回答不出，可要求课后思考。 (2) 在杠杆支点的左边挂一定量的钩码，在支点右边也挂上钩码，直至杠杆平衡为止。 (3) 重复多做几次平衡实验，得到不同数据。 (4) 将数据记录下来，分析得出结论。 开始实验，完成探究任务。 老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、 解决问题。 完成实验后，任意选择五组，请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。 将五组中的实验数据任意各取一组填入表格中，讨论可得到什么结论 ( 杠杆平衡的条件 ) 。 杠杆平衡的条件:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。 FL=FL 1122 彭州市通济中学八年级物理下册集体备课学案设计 教师可提出各种猜想，加减乘除关系都可。 可能有学生得到其他关系式，但不适合所有数据，因此它不是杠杆平衡条件。 对公式进行变形可以得到比例式 ，它的含义是:如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一。 四、杠杆的分类 由杠杆的平衡关系，可以得到当力不等时，对应的力臂也不等。可将杠杆分为三类: 杠杆类型 力臂的大小关系 力的大小关系 省力杠杆 L> LF < F ,, 1, 费力杠杆 L< LF > F ,, 1, 等臂杠杆 L = LF = F ,, 1, 分析中提出相关问题:省力、费力是谁相对谁而言,省距离、费距离的含义是什么, 举例分析:从撬棒撬石头分析费距离的含义。 所谓省距离或费距离指的是动力作用点移动距离, ，相对于阻力作用点移动距离, ,2而言的。杠杆平衡条件说明，当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力是省力杠杆。如图所示，当动力作用点移动 , 距离时，阻力作用点移动, 距离，且, >, ，因此使用撬棒撬石1212 头省力而费距离。 四、课堂小结 1、杠杆概念:在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬杆，叫杠杆。 、杠杆的平衡条件 2F, , F, 1122; 3、杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。 五、课堂练习 1、77页自我练习1、2、3、4题 2、导学案75、76页当堂检测1、2、3、4、5题 六、教学反思