杠桿平衡條件的應用

杠桿平衡條件的應用（教案）一、教學目標1、知識與技能：知道生活中應用杠桿的一些實例；會運用杠桿平衡條件解決一些實際問題。2、過程和方法：學會將生活中的實例抽象為杠桿模型；掌握關于杠桿平衡問題的一般解法；培養(yǎng)學生有意識發(fā)現(xiàn)生活中物理知識的能力；培養(yǎng)學生運用杠桿知識解決實際問題的能力。3、情感態(tài)度和價值觀：培養(yǎng)學生從生活走向物理，從物理走向生活的能力。二、重點、難點分析1、重點：培養(yǎng)學生應用杠桿平衡條件解決實際問題的能力2、難點：培養(yǎng)學生運用杠桿平衡條件解決綜合問題的能力三、教學過程新課引入：在我們的生活生產(chǎn)中，我們常常使用工具，這些工具中的許多實質(zhì)上就是杠桿。同學們看這把剪刀（出示剪刀）是杠桿嗎？是！好，同學們請看：（教師用剪刀去將一張折疊的紙割開）。問：同學們認為在這個使用的過程中，它（剪刀）還是杠桿嗎？不是！那么，同學們認為在什么情況下，它（剪刀）才是杠桿？生：······可見，對于一個工具，它是不是杠桿，關鍵要看我們是怎樣來使用它的。下面我們找一位同學來給大家演示一下剪紙的操作。（找兩名學生具體操作，其它同學觀察）可能有的同學們沒有觀察清楚，我們下面一起來看一下錄像。（放映錄像）同學們一定都注意到了剪紙過程中一個挺重要的操作···（將剪子向前推進）。同學們知道為什么我們要將剪子還沒有剪到頭的時候就將剪子向前推進一些嗎？學生討論···同學們，你們知道嗎，不僅人們使用的許多工具是杠桿，我們?nèi)梭w上的許多部位也是杠桿。（演示圖片）巧測汽車的質(zhì)量同學們，這根放置在水平地面上的木棍是杠桿嗎？1、模型分析——例：如圖所示是一根質(zhì)量不均勻的硬棒水平放置在地面上?，F(xiàn)在用彈簧測力計將其一端微微提起一點，彈簧測力計的示數(shù)為F1；然后用彈簧測力計將其另一端微微提起一點，彈簧測力計的示數(shù)為F2。求硬棒的重力。解：如圖所示提起一端時（如圖所示），根據(jù)杠桿平衡條件可得：F1·L1＝G·L2－―――――①同理，當我們輕微提起另一端時，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F2·L1′＝G·L2′――――－②①＋②得：F1·L1＋F2·L1′＝G·L2＋G·L2′因為：微微提起時近似認為L1＝L1′＝L所以：（F1＋F2）·L＝（L2＋L2′）·G又因為：L＝L2＋L2′所以：G＝F1＋F22、生活情景——在摩托車檢中，工作人員要測定摩托車的質(zhì)量，采用了一種裝置。工作人員首先只將摩托車的前輪放置在上面，此時電子屏就會顯示一個示數(shù)m1；然后再只將摩托車的后輪放置在上面，此時電子屏顯示示數(shù)m2，于是工作人員馬上得出了摩托車的總質(zhì)量為_______。學生思考，簡單討論。思考討論：我們每人都有自行車，你想知道自己自行車的質(zhì)量嗎？用自己家中常用的工具測自行車的質(zhì)量。在這個問題的分析中，我們不僅要考慮生活情景，更重要的是我們要考慮它的“物理情景”。如果我們能夠認識到摩托車也可以看作杠桿，就會發(fā)現(xiàn)問題其實很簡單。3、能力遷移：交警師傅在高速路入口處檢查汽車是否超載時非常辛苦，聰明的你看到后決定設計一種可以方便快捷地檢查汽車是否超載的裝置。說說你的設計思路。學生交流請同學們考慮在用這種方法測汽車的質(zhì)量時，m1和m2是否相等？若不相等，m1和m2的大小關系和什么有關呢？學生交流。顯然，m1和m2的大小關系主要取決于汽車的重心更靠近前輪還是后輪。我們接下來考慮下面的問題。抬水和挑水請同學們觀察以上三幅圖片有什么不同？重物所在的位置不同會有什么影響嗎？你在分析這個問題時主要應用了什么物理知識？如果我們可以將這根棍子看作一個杠桿，支點在什么位置？如果使用一根扁擔挑水，支點應該在哪里？如果扁擔兩端的貨物質(zhì)量是不等的，那么肩膀應該更靠近哪端呢？密度秤曉東和同學們一起到河邊區(qū)去郊游，撿起了一塊漂亮的石塊，好奇的琦琦很想知道這塊石頭的密度。可是身邊只有一根粗細均勻的輕質(zhì)竹竿、幾條細線、鑰匙串和玻璃杯，刻度尺，于是同學們采用了下面的方法：1.從周圍找來了一根粗細均勻的輕質(zhì)竹竿，并用細線將其懸掛起來，調(diào)節(jié)懸點的位置使竹竿水平平衡。（這樣做的好處是：為了測量力臂方便）同學們討論完成下面的實驗。2.將石塊用細線拴住掛在竹竿的一端A點，將一串鋼制鑰匙掛在杠桿的另一端并調(diào)節(jié)位置，當移動到B點時竹竿再次水平平衡。得到此時的杠桿平衡方程是：G石·OA＝G0·OB――――①3.將石塊浸沒在水中，將鑰匙串向左端移動，使竹竿在水平位置平衡，記錄此時懸掛的位置為C。得到此時的杠桿平衡方程是：（G石－F?。A＝G0·OC―――②思考：如果再給你一條紙帶和膠水，你還可以怎樣改進這個實驗？同學們考慮如果我們將這個題目中的石頭密度作為已知量，將液體（水）的密度作為未知量，我們也可以用同樣的方法測得液體的密度?！揪毩暋啃|想估測出某種油的密度ρ油，他手邊的測量工具只有刻度尺。小東利用身邊的器材設計出一個實驗方案。首先找一根直硬棒，用細線系在O點吊起，硬棒在水平位置平衡，然后將已知密度為ρ的金屬塊B掛在硬棒左端C處，另外找一個重物A掛在硬棒右端，調(diào)節(jié)重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此時重物掛在硬棒上的位置為E，如圖所示。下面是小東測出ρ油的部分實驗步驟，請你按照小東的實驗思路，將實驗步驟補充完整。（1）用刻度尺測出OE的長度Lo；（2）把金屬塊B浸沒在油中，把重物A從E處移動到D處時，硬棒再次在水平位置平衡；（3）；（4）利用上述測量出的物理量和題中的已知量計算ρ油的表達式為：