6.5探究杠杆的平衡条件第1课时（教案）2022-2023学年沪粤版物理八年级下册

第５节 探究杠杆的平衡条件 设计说明 杠杆既是《力》内容的延伸，又是后续学习其他简单机械的重要基础。八年级学生有一定的力学基础，知道力的三要素，会画力的示意图，有初步的作图能力，而且他们对日常生活中的杠杆，例如剪刀、跷跷板等有一定的了解，但是他们对杠杆的认识是感性的，比较肤浅、片面。因此，在教学中教师鼓励学生积极地去观察、讨论、猜想、探究，由感性认识上升到理性认识，从中真正认识杠杆的 “五要素”，理解杠杆平衡条件等物理概念和规律。 教学目标 【知识与技能】 1．知道什么是杠杆，能根据实物画出杠杆的示意图。 2．知道杠杆的平衡条件，会利用杠杆平衡条件解决一些简单的问题。 【过程与方法】 通过实验，探究杠杆的平衡条件，初步领会从具体到抽象的方法。 【情感、态度与价值观】 通过了解杠杆在实际中的应用，体会物理知识是有用的，培养学生对科学的兴趣。 重点难点 教学重点 杠杆平衡条件，经历探究杠杆平衡条件的过程并运用它分析有关问题。 教学难点 力臂的概念和画法；杠杆的分类。 教学方法 实验探究法、讲解法、讨论法、分析法、启发诱导、活动体验。 教具、学具 计算机多媒体教学系统、教学课件、杠杆平衡的仪器一套（共8组）、钩砝若干。 授课时数 3课时 第1课时 探究杠杆的平衡条件 教学过程 导入新课 阿基米德是两千多年前古希腊杰出的科学家，他有一句豪言壮语：“给我一个支点和一根足够长的棍子，我就可以撬动地球。”你认为他是在吹牛还是同意他的观点？ 这节课，我们就一起来探究学习《第5节　探究杠杆的平衡条件》的相关知识。 讲授新课 一、探究跷跷板中的道理 1.师生互动：看课本图6-37提出问题 师：跷跷板为什么能上下转动？ 生：有固定转轴。 师：跷跷板受到哪些力的作用？ 生：左右两侧的压力、转轴的支持力。 师：跷跷板为什么能平衡？跟之前学习的力的平衡一样吗？ 生：转轴对跷跷板向上的支持力与大人和小孩对跷跷板向下的压力之和相等。不一样。 师：怎样才能使跷跷板保持水平平衡状态？ 生：大人的压力大，小朋友的压力小，大人离着转轴近，小朋友离着转轴远。 2．教师讲解 物理学中，把能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆。 指出杠杆必须是“硬棒”，但对硬棒的形状、大小没有规定。 二、探究杠杆的平衡条件 1．设计方案 [老师讲解]为了便于探究跷跷板怎样才能成水平状态，我们可采取转换法。用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人进行实验研究。 每5人一组实验，要求讨论如何设计这个实验。 设计如下： （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。 像上面的情况：左侧高，平衡螺母左移。 此处可提问：为什么要使杠杆在水平位置平衡？（便于直接读出力臂）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。 实验序号 左边 右边 拉力F1/N 距离L1/m 拉力F2/N 距离L2/m 2.进行实验 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 ) 。 　　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。 3.分析论证 [讲解]：如下图所示，杠杆中有几个重要的概念： 杠杆绕着转动的点叫做支点， 从支点到力作用线的距离L1和L2叫做力臂； 动力的力臂叫动力臂；阻力的力臂叫阻力臂； 杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做杠杆平衡。 由此可得杠杆的平衡条件为： 即： 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。 4.典例分析 如课本图6-37中大人重750N，小女孩重250N，当大人离跷跷板的转轴0.5m时，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板水平平衡？ 解：根据杠杆的平衡条件，得 答：小女孩应该坐在离转轴1.5 m处。 5.巩固练习 　　下图所示杠杆，OA 长20cm，AB 长60cm，现在 A 处挂一重200N的物体，要使杠杆水平平衡，且 B 处的弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的方向怎样？弹簧测力计的示数是多少？ 分析：根据杠杆的平衡条件可知，要使弹簧测力计的示数最小，力臂应最大，力臂最大为OB，故弹簧测力计的方向应垂直杠杆AB，为使杠杆水平