簡(jiǎn)單機(jī)械杠桿的平衡條件

1、簡(jiǎn)單機(jī)械杠桿的平衡條件上海市第四中學(xué)王頒教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)和技能領(lǐng)域：(1) 知道杠桿平衡，能判斷出杠桿平衡。(2) 理解杠桿的平衡條件。(3) 初步學(xué)會(huì)分析三類杠桿，正確找出省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿。2、方法和過(guò)程領(lǐng)域：(1) 實(shí)驗(yàn)探究杠桿平衡的條件，使學(xué)生感受形成物理規(guī)律的一般過(guò)程和科學(xué)方 法；(2) 運(yùn)用比較與分類的方法分析三類杠桿，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)省力杠桿、費(fèi)力杠 桿、等臂杠桿。3、情感、態(tài)度、價(jià)值觀領(lǐng)域：休驗(yàn)杠桿平衡條件的探究過(guò)程，感悟三類杠桿在生活屮的實(shí)際效果和用途, 使學(xué)生形成杠桿平衡條件學(xué)習(xí)的積極性。教學(xué)設(shè)計(jì)思路及流程圖:教學(xué)設(shè)計(jì)思路目標(biāo)達(dá)成 知識(shí)遷移流程圖教學(xué)重點(diǎn)杠桿平衡條件

2、教學(xué)難點(diǎn)1、了解杠桿平衡及正確得出杠桿平衡條件2、從實(shí)際物體屮抽象出三類杠桿模型進(jìn)而分析省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿 的區(qū)別。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體、杠桿、支架、鉤碼、刻度尺、線教學(xué)過(guò)程【情景引入】演示：兒種平衡質(zhì)量均勻、有刻度的杠桿小點(diǎn)支在支架上，調(diào)節(jié)螺母使杠桿處于靜i上狀態(tài)。啟發(fā)提問(wèn)：（1）杠桿受到什么力作用會(huì)靜止？調(diào)節(jié)螺母在使杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)程屮起 到什么作用？學(xué)生答：杠桿受到平衡力作用。調(diào)節(jié)螺母起到改變杠桿重心的作用。質(zhì)量均勻、有刻度的杠桿中點(diǎn)支在支架上，在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)掛上不等量的鉤碼，杠桿處 于靜止?fàn)顟B(tài)。（2）杠桿還是受到平衡力作用才靜止嗎？（板書課題-杠桿平衡）【新課教學(xué)】（-）認(rèn)識(shí)杠桿

3、平衡1、學(xué)生活動(dòng)1:在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)掛上不等量的鉤碼，如何使杠桿處于平衡狀態(tài)。 提問(wèn)：（1）使杠桿處于平衡狀態(tài)的過(guò)程中，能否調(diào)節(jié)螺母？學(xué)生答：不能。杠桿重心會(huì)改變，杠桿的重力與支架對(duì)它的支持力不能平衡。（2）要使杠桿處于平衡狀態(tài)，應(yīng)該怎么辦？如果杠桿傾斜并處于靜止?fàn)顟B(tài)或左 右擺動(dòng)幅度相同作緩慢的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，是否認(rèn)為杠桿平衡？學(xué)生答：耍改變鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，使杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)。能。2、師生共同歸納：（1）杠桿在水平位置處于靜止?fàn)顟B(tài)；（2）杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)但不處于水平位置；（3）杠桿作緩慢的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。3、概括：以上三種情況，我們都說(shuō)杠桿處于平衡狀態(tài)一 處于靜態(tài)平衡；處于 動(dòng)態(tài)平衡。在初中范圍內(nèi)，我們只

4、研究處于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡。4、板書投影：一般說(shuō)來(lái)，杠桿平衡是指杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或作緩慢的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。（二）探究杠桿平衡的條件1、過(guò)渡：觀察杠桿“平衡不平衡平衡”這一過(guò)程，強(qiáng)調(diào)影響杠桿平衡的兩個(gè) 要索丿j和丿j臂。問(wèn)題啟發(fā)：杠桿平衡應(yīng)滿足什么條件呢？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究。板書投影：研究杠桿平衡的條件（杠桿原理）2、學(xué)生活動(dòng)2：在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)掛上適當(dāng)鉤碼，如何使杠桿處于平衡狀態(tài)；在杠桿支點(diǎn)同側(cè)掛上鉤碼和彈簧秤，如何使杠桿處于平衡狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)器材：杠桿、支架、鉤碼、刻度尺、線簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)步驟：、如圖，把杠桿的中點(diǎn)支在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡; 、在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)掛上適當(dāng)鉤碼，并移動(dòng)

5、鉤碼位置，使杠桿在水平位置再次平衡，計(jì)算兩 力的人小，并讀出兩力臂的值，將力和力臂的數(shù)值填入下表；（重復(fù)3次） 、在杠桿支點(diǎn)同側(cè)掛上鉤碼和彈簧秤，并豎直向上拉彈簧秤，使杠桿在水平位置再次平衡, 讓算兩力的大小，并讀出兩力臂的值，將力和力臂的數(shù)值填入下表；（重復(fù)3次）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理：實(shí)驗(yàn)次數(shù)f1) 力牛 動(dòng)<動(dòng)力臂 li （米）動(dòng)力x動(dòng)力臂f）1）（牛米）動(dòng)力f2（牛）阻力臂12 （米）阻力x阻力臂 f2i2 （牛米）支點(diǎn)在fi f2z間123支點(diǎn)在fl f2一側(cè)4563、質(zhì)疑：我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了以上數(shù)據(jù)，我們?nèi)绾螐膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)屮找岀“變屮不變”的物理規(guī)律？4、引導(dǎo)：引導(dǎo)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

6、，滲透科學(xué)的處理方法，最后，師生共同歸納總結(jié)得出杠桿的平衡條件。5、板書投影： 杠桿平衡的條件：動(dòng)力x動(dòng)丿j臂二阻力x阻力臂或動(dòng)力阻力臂即:f 11 =f 21 2阻力動(dòng)力臂【鞏固新課】思考：如圖，杠桿處于水平平衡狀態(tài)，某同學(xué)由圖示得出roa二f20b,這個(gè)結(jié)論對(duì)嗎?(三)分析三類杠桿1、提問(wèn)并演示：耍求如圖裝置中的杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在a點(diǎn)或b點(diǎn)或 c點(diǎn)施加一個(gè)多大的豎直向下的動(dòng)力？圖中每個(gè)鉤碼的質(zhì)量是50克。n bc ac1 1 t t 1 1 1 1 tf2j 0要求學(xué)生根據(jù)杠桿的平衡條件冋答以上問(wèn)題。用彈簧秤的拉力當(dāng)作動(dòng)力f, 分別測(cè)量各點(diǎn)動(dòng)力的大小，驗(yàn)證答案的正確性。2、教師總結(jié)：

7、在杠桿的a點(diǎn)施加一個(gè)豎直向下的().5牛的動(dòng)力，可使杠桿在水平位置平衡。 這是用較小的動(dòng)力克服較大的阻力，是省力杠桿。這種杠桿的特點(diǎn)是動(dòng)力臂大于阻 力臂。抽水機(jī)的柄，撬石頭的撬杠等都是省力杠桿。板書："1.三種杠桿省力杠桿：動(dòng)力臂人于阻力臂，動(dòng)力小于阻力。”在杠桿的b點(diǎn)施加一個(gè)1.5牛豎直向下的拉力，可使杠桿在水平位置平衡。 它的特點(diǎn)是動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力大于阻力，這是費(fèi)力杠桿。板書：“費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂小于阻力臂,動(dòng)力大于阻力。”在杠桿的c點(diǎn)需施加一個(gè)1牛的豎直向下的拉力，可使杠桿在水平位置平衡。 使用這種杠桿既不省力也不費(fèi)力。這種杠桿的特點(diǎn)是動(dòng)力臂等于阻力臂，動(dòng)力等于 阻力，這是等臂杠桿。板書：“等臂杠桿：動(dòng)丿j臂等于阻力臂，動(dòng)力等于阻力?！?、組織學(xué)牛畫出圖中切紙丿j、羊角錘工作時(shí)的動(dòng)力h和阻力f?的示意圖， 標(biāo)出動(dòng)力愕h和阻力臂12。學(xué)生在課木上個(gè)力臂時(shí)，教師要巡回指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)在全班糾正，然后由學(xué)牛說(shuō)出答案及理由。4、分析使用費(fèi)力杠桿的好處。以縫紉機(jī)踏板為例說(shuō)明，使用費(fèi)力杠桿費(fèi)了力卻省了距離，給我們的作用帶 來(lái)了方便。以課本圖124屮撬箱蓋的撬棒為例，這類省力杠桿雖然省力，但是動(dòng) 力移動(dòng)的距離卻比阻力移動(dòng)的距離長(zhǎng)。省了力，費(fèi)了距離。【課