内容正文:
第十一章 机械与功
第1节 杠 杆
第一课时 认识杠杆
教学目标
【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.
【过程与方法】
通过举例认识杠杆,会分析杠杆的几个概念.
【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.
重点难点
【重点】
1.认识杠杆,知道杠杆的五要素.
2.有关力臂的作图.
【难点】
有关力臂的作图.
教学过程
知识点 杠杆
【自主学习】
阅读课本P72-73,完成以下问题:
1.人类在漫长的历史中创造了各种各样的工具,使工作更省力、更方便,这些工具统称为机械.
2.杠杆是最简单的机械.只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看作杠杆.
【合作探究】
演示一 如下图所示的工具,你能发现它们有什么共同的特点吗?
答:它们工作时,能绕一个固定点转动.
概念:只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看作杠杆.
演示二 杠杆的五要素
支点(O):杠杆绕着转动的支撑点.
动力(F1):使杠杆转动的力.
阻力(F2):阻碍杠杆转动的力.
动力臂(L1):从支点到动力作用线的距离.
阻力臂(L2):从支点到阻力作用线的距离.
如何确定杠杆的五要素?
答:(1)找出支点的位置.(2)确定动力、阻力.(3)从支点作动力、阻力作用线的垂线段,标垂足,确定动力臂和阻力臂.
例题 如图所示,杠杆OB可绕O点转动,在力F的作用下在水平位置平衡,画出力F的力臂L及杠杆的重力.
解答:
【教师点拨】
1.一个物体能看作杠杆,应具备两个条件:
(1)要有力的作用.(2)能绕某支撑点转动.
2.杠杆的形状可以各异,但必须是坚硬的,在力的作用下只发生不可见的形变.
3.力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离.
4.力臂的表示方法如图甲、乙、丙所示.
5.力臂的画法:找出支点,从支点向力的作用线引垂线,垂线段即为该力对应的力臂,即力臂是支点到力的作用线的垂线段.如下图所示:
【跟进训练】
1.如图所示,皮划艇运动员一手支撑住桨柄的末端,另一手用力划桨,此时的船桨可看作是一个杠杆.下图中的船桨模型中最合理的是( B )
2.如图所示,画出力F的力臂L1和物体所受到5 N的重力示意图.
解:
课堂小结
1.定义:在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒,叫做杠杆.
2.杠杆的五要素
3.力臂的画法
练习设计
完成本课对应训练.
$$第二课时 杠杆的平衡条件及分类
教学目标
【知识与技能】
1.通过实验,探究杠杆的平衡条件及应用.
2.知道省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点.
3.知道杠杆在生活中的分类.
【过程与方法】
经历“探究杠杆平衡条件”的过程.
【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.
重点难点
【重点】
探究杠杆的平衡条件.
【难点】
探究杠杆的平衡条件.
教学过程
知识点一 杠杆平衡
【自主学习】
阅读课本P73-75,完成以下问题:
当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时,杠杆将处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡.
【合作探究】
演示一 下图是一个平衡的杠杆,移动一边钩码的悬挂点,会产生什么现象?
答:杠杆会倾斜,不再处于平衡状态.
演示二 如下图所示,用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线,改变作用力的方向,这时会产生什么现象?
答:杠杆会倾斜,不再处于平衡状态.
实验表明,杠杆的平衡不仅与动力和阻力的大小有关,还与力的作用点及力的作用方向有关.
探究 杠杆在满足什么条件时才会平衡?
猜想与假设:类似于二力平衡条件,杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂可能存在某种数学运算后相等的关系.
假设一:F1+L1=F2+L2
假设二:F1-L1=F2+L2
假设三:=
假设四:F1×L1=F2×L2
实验器材:杠杆平衡实验装置、钩码.
实验步骤:
①调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡(便于测量力臂).
②给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆平衡.这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量.
把支点右边的钩码重量当作动力F1,支点左边的钩码重量当作阻力F2;量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2;把相应的数值填入表中.
实验
次数
动力
F1/N
动力
臂L1/m
阻力
F2/N
阻力
臂L2/m
1
0.5
2
1
1
2
1
2
2
1
3
2
1
0.5
4
③改变阻力和阻力臂的大小,相应地调节动力和动力臂的大小,再做几次实验.
数据分析:
1.每次杠杆平衡时,两边的力是否相等?
答:不一定相等.
2.力臂是否相等?
答:不一定相等.
3.力与力臂的乘积是否相等?
答:相等.
实验结论:杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂.即F1L1=