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第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械杠桿 第1課時(shí) 杠桿及其平衡條件 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能 知道什么叫杠桿。二、過程與方法 1通過觀察和實(shí)驗(yàn)，了解杠桿的結(jié)構(gòu)。 2了解杠桿的平衡條件。 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1通過了解杠桿，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物理是有用的，提高學(xué)習(xí)物理的興趣。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 1認(rèn)識(shí)什么是杠桿。 2了解杠桿平衡條件。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 杠桿力臂的概念。自主學(xué)習(xí)： 閱讀教材第76 77頁回答下列問題： 1、杠桿 （1）定義：在_下，能繞著_轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。 （2）五要素。 支點(diǎn)：_，如圖中_。 動(dòng)力：_，如圖中_。 阻力：_，如圖中_。 動(dòng)力臂：_，如圖中_。 阻力臂：_的距離，如圖中_。 2、杠桿的平衡條件 杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于_或_。 杠桿的平衡條件是：（1）內(nèi)容：_ （2）數(shù)學(xué)表達(dá)式：_或_。 目標(biāo)導(dǎo)學(xué)： 知識(shí)點(diǎn)一： 杠桿的五要素 1、 如圖所示，為自行車腳踏板的示意圖，作用在腳踏板上的力為F。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出該力的力臂。 點(diǎn)撥： 力臂的畫法：一找點(diǎn)（支點(diǎn)），二畫線（力的作用線），三作垂線段（從點(diǎn)向線引垂線）。 力臂的作圖三步法：要正確畫出杠桿上各力的力臂，按下述步驟完成： （1）首先在杠桿的示意圖上確定支點(diǎn)O； （2）畫好動(dòng)力作用線及阻力作用線，畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線延長(zhǎng)； （3）再從支點(diǎn)0向力的作用線引垂線，畫出垂足，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，力臂用虛線或?qū)嵕€表示，并用大括號(hào)勾出，在旁邊標(biāo)上字母L1，或L2，分別表示動(dòng)力臂或阻力臂。 注意：力臂是指從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，不能理解為從支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的長(zhǎng)度，這里強(qiáng)調(diào)的是“垂直”。 2 、如圖所示，杠桿在力F1、F2，作用下處于平衡第2課時(shí) 探究杠桿的平衡條件 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 、知識(shí)與技能 理解杠桿的平衡條件，并會(huì)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 二、過程與方法 1觀察和操作杠桿，體會(huì)杠桿的作用。 2。經(jīng)歷探究杠桿的平衡條件的過程，學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、尋找數(shù)據(jù)間的規(guī)律，從中歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一般方法。 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生探究、合作、交流的精神，以及在交流與討論中所持的正確態(tài)度。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 杠桿的平衡條件。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)探究。 器材： 多媒體課件、杠桿、支架、鉤碼、刻度尺等。 自主學(xué)習(xí)： 閱讀教材第77頁回答下列問題： 1我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室所做的杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，是在杠桿水平位置平衡時(shí)進(jìn)行的，但在實(shí)際生產(chǎn)和生活中，這樣的平衡是不多的，在許多情況下，杠桿是傾斜靜止的，這是因?yàn)楦軛U受到幾個(gè)相互平衡力的作用，所以說杠桿不論處于怎樣的靜止，都可以理解成_ 2調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，實(shí)驗(yàn)中要求杠桿在水平位置平衡，這樣作用在杠桿上的動(dòng)力和阻力都是豎直方向的，其力臂在桿上，便于測(cè)量，可避免因杠桿在非水平位置平衡時(shí)，力臂_測(cè)量。調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，當(dāng)杠桿右端向下傾斜時(shí)，將平衡螺母向左移動(dòng)，反之則向_移動(dòng)。 3實(shí)驗(yàn)過程中要盡量對(duì)力和力臂做大的改變，少出現(xiàn)等臂的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作全面分析才能得出結(jié)論，避免只由一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而得出。由于杠桿在水平位置平衡，力臂等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn) 的距離，易得出“動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離阻力支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”的錯(cuò)誤結(jié)論。 目標(biāo)導(dǎo)學(xué)： 學(xué)點(diǎn)一 探究杠桿的平衡條件 實(shí)驗(yàn) 探究杠桿的平衡條件 提出問題：那么杠扦的平衡跟哪些因素有關(guān)呢？ 討論1 猜想假設(shè)：杠桿的平衡可能跟_有關(guān)。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： （1 ）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯扛軛U在什么條件下平衡。 （2）實(shí)驗(yàn)器材：杠桿和支架、鉤碼、刻度尺。 （3）實(shí)驗(yàn)步驟： 調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。 在杠桿兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)位置，使杠桿重新平衡。 把支點(diǎn)右邊的鉤碼重當(dāng)作動(dòng)力F，支點(diǎn)左邊的鉤碼重當(dāng)作阻力F2，用刻度尺量出動(dòng)力臂L1，和阻力臂L2，將各數(shù)值填人設(shè)計(jì)的表格中。 改變鉤碼的個(gè)數(shù)，再做兩次，將結(jié)果填人表中。 求出各次實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)力動(dòng)力臂和阻力阻力臂的值，加以比較。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 討論2 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格 分析與論證： 討論3 通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論： 杠桿平衡條件是：_。 公式表示：_。 交流評(píng)估： 討論4 實(shí)驗(yàn)前為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？ 點(diǎn)撥： 在實(shí)驗(yàn)過程中絕不能再調(diào)節(jié)平衡螺母，否則會(huì)破壞原有的平衡。 學(xué)點(diǎn)二 杠桿平衡條件的應(yīng)用 問題1 如圖所示，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均相等，杠桿在水平位置平衡，若在兩邊各減少一個(gè)鉤碼，則 （ ） A、杠桿B端下降 B、杠桿A端下降 C、杠桿仍保持平衡 D、無法判斷 問題2 如圖所示，杠桿在物體A和力F作用下處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)在將力由F方向 改為沿虛線方向，要使杠桿仍保持平衡，必然是（ ） A、F減小 B、F大小不變 C、F變大 D、F小于物體重力 達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)： 基礎(chǔ)訓(xùn)練課堂練習(xí)部分 第3課時(shí) 生活中的杠桿 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 、知識(shí)與技能 能從常見的工具和機(jī)器中抽象出杠桿，了解杠桿的應(yīng)用。 二、過程與方法 經(jīng)歷繪制杠桿示意圖的過程，體會(huì)科學(xué)抽象方法。 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1關(guān)心生活、生產(chǎn)中杠扦的應(yīng)用。 2能通過動(dòng)手探究了解杠桿在生活中的應(yīng)用，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物理是有用的，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 杠桿的平衡條件、杠桿的分類與識(shí)別。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 力臂的概念及畫法，變形杠桿的分析。 器材： 多媒體課件、鉗子、起子、羊角錘、指甲剪、鑷子等。 自主學(xué)習(xí)：閱讀教材第7 9頁回答下列問題：1 杠桿的分類 （1）省力杠桿：動(dòng)力臂_阻力臂；動(dòng)力_阻力。 （2）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂_阻力臂；動(dòng)力_阻力。 （3）等臂杠桿：動(dòng)力臂_阻力臂；動(dòng)力_阻力。 目標(biāo)導(dǎo)學(xué)： 學(xué)點(diǎn)一 杠桿的分類 討論1 如圖所示，下列器件中屬于省力杠桿的是 討論2 皮劃艇是我國亞運(yùn)會(huì)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目之一，比賽中，運(yùn)動(dòng)員一手支撐住槳柄的末端（視為支點(diǎn)），另一手用力劃槳，此時(shí)的船槳是（ ） A、等臂杠桿 B、費(fèi)力杠桿 C、省力杠桿 D、省功杠桿 學(xué)點(diǎn)二 杠桿的應(yīng)用 討論3 如圖是吊車吊起重物的情景，點(diǎn)O是起重臂OB的支點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中作出F1、F2的力臂L1、L2。 討論4 要剪開較硬的白鐵皮下圖中哪種剪刀合適 討論5 請(qǐng)你仔細(xì)觀察如圖所示的漫畫，究竟小猴和小兔誰分的蘿卜重？簡(jiǎn)要說明理由。 學(xué)點(diǎn)三 最小力 討論6 如圖所示，一根粗細(xì)均勻的鐵棒AB靜止在水平地面上，現(xiàn)用力F將鐵棒從水平地面拉至豎直立起。在這個(gè)過程中， 力F作用在A端且始終與鐵棒垂直，則力F將（ ） A、逐漸變大 B、逐漸變小 C、保持不變 D、先變小后變大 討論7用棒撬石頭，有如下兩種方法：第一種以B點(diǎn)為支點(diǎn)，在C點(diǎn)用與棒垂直的力F，向下撬；第二種是以A點(diǎn)為支點(diǎn)，在C點(diǎn)用與棒垂直的力F，向上撬（木棒自重不計(jì)）。 （1）在圖中畫出力F，的力臂； （2）若石塊壓在棒上的D點(diǎn)正好是AB的中心，你認(rèn)為第_種方法更省力一些，理由是_ 達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)： 基礎(chǔ)訓(xùn)練課堂練習(xí)部分 第二節(jié) 滑輪 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能 1、認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪。 2、知道簡(jiǎn)單機(jī)械的一些應(yīng)用。 3、會(huì)根據(jù)要求使用和組裝滑輪組。 4、了解其他簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用。 二、過程與方法 1、通過觀察和實(shí)驗(yàn)，了解定滑輪和動(dòng)滑輪的結(jié)構(gòu)。 2、通過探究，了解定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)。 3、經(jīng)歷組裝滑輪組的過程，學(xué)會(huì)按要求組裝滑輪組的方法。 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、通過了解簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的作用。 2、關(guān)心生活、生產(chǎn)中有關(guān)滑輪、斜面和輪軸的實(shí)際使用。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)； 1通過探究，了解定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)。 2定滑輪和動(dòng)滑輪的應(yīng)用例子。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 探究定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)。 器材： 教師演示器材：彈簧測(cè)力計(jì)1把，定滑輪1只，動(dòng)滑輪1只，鐵架臺(tái)1個(gè)，鉤碼若干只，拉繩1根。 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)1把，刻度尺1把，定滑輪1只，動(dòng)滑輪1只，鐵架臺(tái)2個(gè)，鉤碼若干只，滑輪拉繩2根等。 目標(biāo)導(dǎo)學(xué)： 1、閱讀教材第82頁“定滑輪和動(dòng)滑輪”，完成下列問題： 使用滑輪時(shí)，如果滑輪的軸_，這種滑輪就叫做定滑輪。使用滑輪時(shí)，如果滑輪的軸可以_，這種滑輪就叫做動(dòng)滑輪。 2、閱教材第83頁“滑輪組”，完成下列問題： 滑輪組的好處有：_。 3閱讀教材第83 84頁“輪軸和斜面”，完成下列問題： （1）輪軸是由一個(gè)_ 和一個(gè)_組成，當(dāng)動(dòng)力作用在輪上時(shí)可以_，但要費(fèi)_。 （2）使用斜面的好處是_ ，但要費(fèi)_ 目標(biāo)導(dǎo)學(xué)： 學(xué)點(diǎn)一 探究定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn) 學(xué)生分小組進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)：以鉤碼做重物，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量使用滑輪拉起重物的力，探究?jī)煞N滑輪工作 時(shí)的拉力方向和省力情況。 實(shí)驗(yàn)：參照教材中圖12.2 3，分別組裝定滑輪和動(dòng)滑輪。 討論1 設(shè)計(jì)表格，用來記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向。 討論2 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論： 從理論上分析：定滑輪為什么不省力，而動(dòng)滑輪能省一半力 討論3 利用杠桿的平衡條件分析定滑輪不省力和動(dòng)滑輪省一半力的道理。 由作圖可知，定滑輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)_杠桿，根據(jù)杠桿平衡條件F1 L1F2 L2可知：定滑輪_省力。 動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂 _的杠桿，根據(jù)杠桿平衡條件F1 L1F2 L2可知F1=_，所以動(dòng)滑輪可以省_力。 學(xué)點(diǎn)二 滑輪組 討論4如圖甲所示，某人站在A處用一根繩子和兩個(gè)滑輪提起物體B，畫出最省力的繞法。 討論5 如圖乙所示，小明站在地面上，欲用滑輪組提升重物，請(qǐng)畫出最合適的繞線方法。 學(xué)點(diǎn)三 斜面和輪軸 問題：指出圖中所列工具分別屬于哪種簡(jiǎn)單機(jī)械，剪刀_；扳手_；鉆頭_ 。 達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)： 基礎(chǔ)訓(xùn)練課堂練習(xí)部分 第三節(jié) 機(jī)械效率 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 、知識(shí)與技能 1、通過對(duì)事例的分析，了解什么是有用功、額外功和總功。 2、理解什么是機(jī)械效率。 二、過程與方法 通過參與探究斜面機(jī)械效率的活動(dòng)，學(xué)習(xí)擬訂簡(jiǎn)單科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案。 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過探究斜面的機(jī)械效率激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)的熱情。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 通過探究加深對(duì)機(jī)械效率的理解。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 引導(dǎo)學(xué)生提出問題后，要讓學(xué)生獨(dú)立完成探究過程。 器材： 滑輪2個(gè)、線、鉤碼若干、測(cè)力計(jì)、直尺、鋼尺、砝碼、多媒體課件。 、 自主學(xué)習(xí)： 1、閱讀教材第85 86頁“有用功和額外功”，完成下列問題： （1）有用功：_ ，用_表示； （2）額外功：_，用_表示； （3）總功：_，用_表示。 2閱教材第8 68 7頁“機(jī)械效率”，完成下列問題： （1 ）_的比值叫機(jī)械效率，用_表示。計(jì)算公式是_。由于_功總小于總功，所以機(jī)械效率總是 _1。 （2）提高機(jī)械效率的主要辦法是_，使它更合理、更輕巧。在使用中按照技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，定時(shí)_，使機(jī)械處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 目標(biāo)導(dǎo)學(xué)： 知識(shí)點(diǎn)一： 有用功和額外功 實(shí)驗(yàn) 按教材第85頁裝置測(cè)量： F甲=G甲=_ h甲h2_ w甲_ F2_ s2=_ W2=_ 討論1 比較W甲_ W乙，說明了什么？ 問題1 小紅用塑料桶從井中打水；小軍把不小心掉進(jìn)井中的塑料桶打撈上來。在這兩個(gè)情形中水桶中都有水。那么下列分析中正確的是 （ ） A、兩個(gè)情形中，兩人對(duì)水做的功都是有用功 B、兩個(gè)情形中，兩人對(duì)水做的功都是總功 C、兩個(gè)情形中，兩人對(duì)水做的功都是額外功 D、小紅對(duì)水做的功是有用功，小軍對(duì)水做的功是額外功 學(xué)點(diǎn)二 機(jī)械效率 討論2 如圖所示為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重6N。 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上_拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，由圖可知拉力大小為_ N，若鉤碼上升的高度為8cm，則彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)_cm，該滑輪組的機(jī)械效率為_