6.5 探究杠杆的平衡条件（教案）-【木牍教育·课时A计划】2023-2024学年八年级下册物理沪粤版（安徽专版）

6.5　探究杠杆的平衡条件 ◇教学目标◇ 【知识目标】 1.理解杠杆的平衡条件。 2.能够根据实物图画出杠杆的示意图。 3.会利用杠杆的平衡条件解决简单的问题。 【能力目标】 1.通过实验探究,了解杠杆的平衡条件。 2.参与探究杠杆平衡条件的实验过程。 【素养目标】 通过了解杠杆的应用,进一步认识学好物理的意义,提高学习物理的兴趣。 ◇教学重难点◇ 【教学重点】 1.杠杆的平衡条件。 2.运用杠杆平衡条件分析相关问题。 【教学难点】 力臂的概念及其画法。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 阿基米德是两千多年前古希腊杰出的科学家,他曾经说过:“给我一个支点,我就能撬动地球。”你认为他能做到吗? 二、教学步骤 探究点1　探究跷跷板中的道理 [阅读课本]P24~26“探究跷跷板中的道理” [思考]观察图6⁃37,有没有发现跷跷板的特点? [提示]跷跷板能绕固定点转动。 [思考]生活中与跷跷板类似,能够绕固定点转动的物体有哪些? [提示]撬棒、剪刀、钢丝钳、钓鱼竿等。 [小结]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。 [思考]观察图6⁃37,分析跷跷板除受自身重力外,还受到几个力的作用? [提示]大人和小孩分别给跷跷板施加一个力的作用。 [思考]大人和小孩施加给跷跷板的力有什么特点? [提示]从力的作用效果角度分析,一个力使得杠杆沿顺时针方向转动,另一个力使得杠杆沿逆时针方向转动。 [小结]使杠杆转动的力,叫做动力;阻碍杠杆转动的力,叫做阻力。 [注意]动力和阻力是相对的,但是方向不一定相反;动力和阻力是杠杆受到的力,作用点在杠杆上。 [思考]图6⁃37中跷跷板保持水平时,大人和小孩坐的位置有什么特点? [提示]大人离固定点较近,小孩离固定点较远。 [小结]从支点到力的作用线的距离,叫做力臂。动力的力臂叫做动力臂,阻力的力臂叫做阻力臂。 [思考]怎样才叫杠杆平衡? [提示]杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态,叫做杠杆平衡。 [思考]为了使图6⁃37中的跷跷板保持水平平衡,你知道有哪些方法吗? [提示]大人可以离支点近一点或小孩离支点远一点;如果两人离支点一样远,可在小孩的这端放适当的重物。 [小结]实现杠杆平衡有两种方法:①改变动力或阻力的大小;②改变动力臂或阻力臂的大小。 [实验]探究杠杆的平衡条件。 [思考]杠杆究竟在什么条件下平衡? [提示]影响杠杆平衡的因素有动力、阻力、动力臂、阻力臂。 [思考]实验前,如何使杠杆处于水平平衡状态? [提示]调节杠杆两端的平衡螺母,并按“左倾右调、右倾左调”的原理进行调节。 [思考]实验前,调节杠杆两侧平衡螺母的目的是什么? [提示]调节两侧的平衡螺母,使杠杆处于水平平衡位置,这样可以避免杠杆自身重力对杠杆平衡的影响。 [思考]实验时,能否通过调节平衡螺母使杠杆平衡呢? [提示]实验探究的是力和力臂对杠杆平衡的影响,需要改变力或力臂的大小使杠杆再次平衡,不能再调节平衡螺母。 [思考]实验时,杠杆再次平衡,依然保持在水平位置,这样做的目的是什么? [提示]钩码对杠杆的拉力方向与重力方向相同,当杠杆水平时,支点到悬挂点的距离就等于力臂,从而便于测量力臂。 [思考]实验时,有哪些必要操作? [提示]将杠杆调平后,在杠杆的两端分别挂上数量不同的钩码,用F1、F2表示钩码的拉力,用L1、L2表示钩码悬挂点离支点O的距离。改变钩码数量和它们离支点O的距离,使杠杆处于水平静止状态。 [思考]你是如何确定动力和阻力的呢? [提示]为了统一标准,我们把支点右边的钩码当作动力,支点左边的钩码当作阻力。 [思考]多次改变钩码的个数及它们离支点的距离,目的是什么? [提示]多次实验的目的是使得出的结论更具有普遍性。 [思考]分析数据,我们能发现什么规律? [提示]分析动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积关系。 [归纳提升]杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2。 [思考]如果将杠杆的一端用弹簧测力计竖直拉住,让杠杆水平平衡。然后慢慢地减小弹簧测力计与杠杆的夹角,观察弹簧测力计的示数是否变化,如果有变化,会怎样变化? [提示]当弹簧测力计与杠杆的夹角减小时,弹簧测力计对杠杆的拉力力臂变小,弹簧测力计的示数变大。 探究点2　杠杆的作用 [阅读课本]P27~28“杠杆的作用” [思考]如何正确作出图6⁃42中的力臂呢? [归纳提升]画力臂的一般步骤:①确定支点;②画出力的作用线(过F1、F2的直线,一般画为虚线);③从支点向力的作用线作垂线,垂足在力的作用线上;④标出力臂。 [思考]作出图6⁃42中动力和阻力相应的力臂,你能否对这些简单机械进行分类呢? [提示]比较动力臂和阻力臂的长短,或根据是否省力进行合理分类。 [归纳提升]动力臂大于阻力臂,使用时省力,为省力杠杆;动力臂