教科版物理《杠桿》教案

1、1.杠桿教學目標三維目標要求一、知識與技能1 .知道什么是杠桿.2 .理解支點、阻力、阻力臂、動力、動力臂.3 .知道杠桿平衡的條件.4 .能根據實際需要正確選擇和使用杠桿.二、過程與方法1 .通過舉例熟悉杠桿,會分析杠桿的幾個概念.2 .經歷“探究杠桿平衡條件的過程.三、情感態(tài)度與價值觀體驗科學探究的樂趣,了解杠桿在生活中的應用.教學重點和難點一、教學重點1 .熟悉杠桿,知道杠桿的五要素.2 .探究杠桿的平衡條件,知道杠桿的一些應用.二、教學難點會畫力臂.教學過程情景導入通過浮力的學習,同學們已經知道了阿基米德是古希臘偉大的科學家,他在物理學方面的主要奉獻有兩項：浮力問題與杠桿平衡問題.阿基

2、米德有句名言：給我一個支點,我可以撬動地球.置疑：阿基米德說這句話的根據是什么？你認為這可能嗎？阿基米德用來撬動地球的工具就是杠桿,也就是這節(jié)課要研究的問題.多媒體展示：古埃及人建造金字塔時利用簡單機械搬動巨大石塊；我國古代利用桔棒在井上汲水；在現(xiàn)代建筑工地上,人們利用挖土機、起重機、吊車、鉗子等工具進行勞動；讓學生找出它們的共同特點.通過這些實例,有效地引起學生的注意,從而導入新課.教學活動、杠桿要求學生閱讀教材P72,觀察“生活中常見的杠桿,如圖11-1-3所示.要求學生舉出其他生活中的杠桿學生分析、討論,舉例.找出圖中杠桿的共同特征一一都繞一周定點轉動.教師出示羊角錘,分析使用時有一固定

3、點.要求學生分析其余杠桿的固定點得到杠桿概念：在力的作用下,能繞某一固定點轉動的硬桿,叫杠桿.“硬桿指在力作用下不易發(fā)生形變的受力的桿狀物體,可以是直的也可是彎的,形狀也可以是各種各樣的,可是方的、圓的等.要求學生再舉其他例子.例如：用來擰螺母的扳手可以使我們輕易地將螺母擰緊或擰松；訂書機可以很方便地把紙裝訂在一起.二、杠桿的平衡條件出示桿秤,對桿秤進行分析,畫出支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂.使用桿秤稱水果,要求稱不等量的水果,請一位學生上來演示.置疑：你為什么要這樣稱？對,我們要使杠桿到達平衡.杠桿的平衡與哪些因素有關,有什么樣的關系？與動力、阻力、動力臂、阻力臂有關.1 .杠桿平衡.當

4、動力和阻力對杠桿的轉動效果相互抵消時,杠桿將處于平衡狀態(tài),這種狀態(tài)叫作杠桿平衡.閱讀教材P73,觀察：杠桿平衡.如圖11-1-6.(a)(b)(1)如圖(a)是一個平衡的杠桿,移動一邊鉤碼的懸掛點,會產生什么現(xiàn)象？(2)如圖(b)所示,用帶桿的滑輪向左或向右推動右邊掛鉤碼的懸線,改變作用力的方向,這時會產生什么現(xiàn)象？結論：杠桿的平衡不僅與動力和阻力的大小有關,還與力的作用點及力的作用方向有關.2 .杠桿五要素.熟悉杠桿的幾個概念：(1)支點(O):杠桿繞著轉動的固定點.(2)動力(F1):使杠桿轉動的力.(3)阻力(F2):阻礙杠桿轉動的力.(4)動力臂(L1):支點到動力作用線的距離.(5)

5、阻力臂(L2):支點到阻力作用線的距離.力臂是支點到力的作用線的距離,作力臂的步驟：(1)找準支點；(2)沿力的方向作出力的作用線；(3)從支點向力的作用線畫垂線；(4)標出力臂.教師列舉杠桿撬石塊的例子分析五個概念.畫出杠桿撬石塊中的各種物理量.如下圖.阻力作用線;使杠桿轉動卻動力臂支點到阻力作用；線的垂直距離心阻力臂-的固定點工桿繞著轉動人阻力阻礙杠桿轉動的力支點是杠桿繞著轉動的固定點,支點到動力作用線的垂直距離-7的力IIIt動力作用線在分析支點時,我們可以假想杠桿發(fā)生轉動,杠桿圍繞哪一點轉動,哪一點就是支點.如下圖,我們假設杠桿在動力作用下做逆時針轉動,其中o點是不動的,所以o點就是支

6、點.力的作用線就是從力在杠桿上的作用點起,沿力的方向所畫的直線,如圖所示,動力的作用線是從A點起沿F1方向的直線.從支點O向動力F1的作用線所畫的垂線就是動力臂L1,從支點O向阻力F2的作用線所畫的垂線就是阻力臂L2了.畫力臂實際上就是作一個點到一條線的垂線,只要把平面幾何中作熏到直線的距離的方法遷移過來,就不難解決力臂作法這一難點.必須明確：力臂是支點到力的作用線的垂直距離,而不是支點到力的作用點的距離,如下圖,不能把OA和OB作為動力臂和阻力臂.例題：在黑板上畫出各杠桿的示意圖,畫出它們的支點、動力和阻力.如:側刀、瓶蓋起子、獨輪車、鐵鍬等.由4名學生分別畫出它們的動力臂和阻力臂,巡回指導

7、,最后進行講評.可選擇分析一些實際杠桿,如：抽水機、汽車剎車踏板、胳膊、縫紉機踏板3 .實驗探究：杠桿的平衡條件.我們把剛剛杠桿所處的狀態(tài)叫杠桿的平衡,所謂杠桿的平衡就是杠桿處于靜止狀態(tài),那么杠桿的平衡跟哪些因素有關呢？閱讀教材P74,實驗探究：杠桿的平衡條件.如圖11-1-8.(1)猜測：(2)設計實驗：(3)進行實驗：把杠桿用細線掛在鐵架臺上,調節(jié)兩端的平衡螺母,使杠桿不掛鉤碼時在水平位置平衡(便于測量力臂).給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動鉤碼的位置,使杠桿平衡.這時杠桿兩端受到的作用力等于各自鉤碼的重量.把支點右邊的鉤碼重量當作動力Fi,支點左邊的鉤碼重量當作阻力F2；量出杠桿平衡時

8、的動力臂Li和阻力臂L2；把相應的數(shù)值填入表中.改變力和力臂的數(shù)值,再做兩次實驗.實驗次數(shù)動力F1/N動力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m123(4)分析論證,得出結論：根據表中的數(shù)據進行分析,例如可以對它們進行加、減、乘、除等運算,找出它們之間的關系.杠桿的平衡條件：動力呦力臂=阻力X®力臂或寫成：FiLi=F2L2它的含義：如果動力臂是阻力臂的幾倍,那么動力就是阻力的幾分之一.三、杠桿的分類根據支點相對于動力和阻力作用線的位置關系,杠桿可以分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿.請同學們分析、討論它們的特點.1 .省力杠桿多媒體展示：撬棒撬石頭示意圖請同學們根據杠桿示意圖發(fā)現(xiàn)它有什

9、么特點？再根據杠桿平衡條件判斷一下？歸納總結：省力杠桿：動力臂大于阻力臂,動力小于阻力,省力但費距離請同學們答復在日常生活中有哪些省力杠桿？出示省力杠桿：側刀圖、瓶蓋起子圖、獨輪車圖等.2 .費力杠桿.多媒體展示：鐵鍬挖土請同學們根據杠桿示意圖發(fā)現(xiàn)它們有什么特點？再根據杠桿平衡條件判斷一下？歸納總結：費力杠桿：動力臂小于阻力臂,動力大于阻力,費力但省距離請同學們答復在日常生活中有哪些費力杠桿？出示費力杠桿：筷子、銀子等.簡介筷子：筷子,被外國人譽為東方的文明是中華民族的國粹.它的使用,標志著中華民族文明的進步.美國哈佛大學一位人類學家認為,中國最古老的筷子的出現(xiàn),大約是在公元前1200多年以前

10、,比西方人使用刀叉要早幾百年.3.等臂杠桿.多媒體展示：蹺蹺板.特點：動力臂等于阻力臂,動力等于阻力.等臂杠桿最重要的應用是天平,還有蹺蹺板等.天平、蹺蹺板是支點在中間的等臂杠桿.八多媒體展示：人體內許多地方的骨骼、關節(jié)構成的杠桿.教師結合一些具體的動作例如舉、拿、抬、踢等來講解這些杠桿是如何工作的.由杠桿的平衡關系,杠桿的類別可概括為:杠桿類型省力杠桿費力杠桿等臂杠桿力臂的大小關系L1>L2L1<L2Li=L2力的大小關系Fi<F2Fi>F2F1=F2力的作用點移動距離的大小關系S1>S2費距離S1<S2省距離S1=s2分析中提出相關問題：省力、費力是誰相

11、對誰而言？省距離、費距離的含義是什么？舉例分析：從撬棒撬石頭分析費距離的含義.所謂省距離或費距離指的是動力作用點移動距離S1,相對于阻力作用點移動距離S2而言的.杠桿平衡條件說明,當動力臂大于阻力臂時,動力小于阻力是省力杠桿.如下圖,當動力作用點移動s1距離時,阻力作用點移動s2距離,且s1>s2,因此使用撬棒撬石頭省力而費距離.要求學生舉例,并進行分類.閱讀教材P76,討論交流：研究桿秤.如圖11-1-10.桿秤曾是我國應用最廣泛的稱重工具,這是一種典型的杠桿.試分析它的工作原理,并比擬它和天平的優(yōu)缺點.學生分析、討論.教師糾正、總結.教師介紹我國2000多年前?墨經?中對杠桿原理的利用一一搗谷的舂和井上汲水的桔棒如圖11-1-11.讓學生產生國家認同感,為我國這樣悠久的文化歷史感到自豪,為我國古代勞動人民的智慧結晶感到驕傲.板書設計1.杠桿1定義;在力的作用下能夠繞支撐點轉動的堅實物體五要素：支點.、動力“；、動力臂八阻力FQ、阻力臂區(qū)杠桿;動力X動力臂：阻力M阻力臂杠桿的平衡條件,I表達式:尸仙,二.e=f2,力二力,等臂杠桿杠桿的分類,%k,尸】6