2025年春滬科版初中物理八年級下冊教案設計 第十一章 第一節(jié) 探究：杠桿的平衡條件

第十一章簡單機械第一節(jié)探究：杠桿的平衡條件

教學目標

知識目標1.了解杠桿及支點、動力臂、阻力臂等概念。2.掌握杠桿的平衡條件。3.會確認并畫出力臂。4.了解杠桿的一些運用。能力目標通過參與科學探究活動，歸納出杠桿的平衡條件，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析能力。素養(yǎng)目標通過了解杠桿的運用，進一步認識物理的價值，培養(yǎng)學生學習物理的興趣。

教學重難點

教學重點1.杠桿的平衡條件。2.運用杠桿平衡條件分析相關問題。教學難點力臂的概念及其畫法。

教學過程

一、新課導入阿基米德是兩千多年前古希臘杰出的科學家，他曾經說過：“給我一個支點，我就能撬動地球”。你認為他能做到嗎？二、教學步驟探究點1認識杠桿［思考］觀察圖11?1，有沒有發(fā)現(xiàn)它們的特點？［提示］它們都有一根能繞固定點轉動的硬棒。［思考］生活中與此類似，能夠繞固定點轉動的物體有哪些？［提示］撬棒、蹺蹺板、釣魚竿等。［小結］在力的作用下，能繞著固定點轉動的硬棒稱為杠桿。其中，杠桿繞著轉動的固定點叫支點O。［思考］觀察圖11?2，用撬棒撬動石頭，分析撬棒除受自身重力外，還受到哪幾個力的作用？［提示］手給撬棒一個動力，石頭給撬棒一個阻力。［思考］動力和阻力在作用效果上有什么特點？［提示］從力的作用效果角度分析，一個力使得杠桿朝順時針方向轉動，另一個力使得杠桿朝逆時針方向轉動。［小結］使杠桿轉動的力，叫做動力（F1）；阻礙杠桿轉動的力，叫做阻力（F2）。［注意］動力和阻力是相對的，要視具體情況而定；動力和阻力是杠桿受到的力，作用點在杠桿上。［思考］什么叫做力臂？［小結］從支點到力的作用線的距離，叫做力臂。動力的力臂叫做動力臂（l1），阻力的力臂叫做阻力臂（l2）。［思考］如何正確作出圖11?2（a）中的力臂呢？［歸納提升］畫力臂的一般步驟：①確定支點；②畫出力的作用線（過F1、F2的直線，一般畫為虛線）；③從支點向力的作用線作垂線，垂足在力的作用線上；④標出力臂。探究點2實驗：探究杠桿的平衡條件［閱讀課本］P256“實驗：探究杠桿的平衡條件”［思考］怎樣才叫杠桿平衡？［提示］當杠桿在動力和阻力的作用下靜止或勻速轉動時，我們就說此時杠桿處于平衡狀態(tài)。［思考］為了使蹺蹺板保持水平平衡，你知道有哪些方法嗎？［提示］體重大的可以離支點近一點兒或體重小的離支點遠一點兒；如果不改變位置，可將體重小的一端再放一適當?shù)闹匚?。［小結］實現(xiàn)杠桿平衡有兩種方法：改變動力或阻力的大??；改變動力臂或阻力臂的大小。［實驗］P257~258“探究”［思考］實驗前，如何使杠桿處于平衡狀態(tài)？［提示］調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，并按“左高左調、右高右調”的原理進行調節(jié)。［思考］實驗前，調節(jié)杠桿兩側平衡螺母的目的是什么？［提示］調節(jié)兩側的平衡螺母，使杠桿處于水平平衡位置，這樣可以避免杠桿自身重力對杠桿平衡的影響。［思考］實驗時，能否通過調節(jié)平衡螺母使杠桿平衡呢？［提示］實驗探究的是力和力臂對杠桿平衡的影響，需要改變力或力臂的大小使杠桿再次平衡，不能再調節(jié)平衡螺母。［思考］實驗時，杠桿再次平衡，依然保持在水平位置，這樣做的目的是什么？［提示］鉤碼對杠桿的拉力方向與重力方向相同，當杠桿水平時，支點到懸掛點的距離就等于力臂，從而便于測量力臂。［思考］實驗時，有哪些必要操作？［提示］將杠桿調平后，在杠桿的兩端分別掛上數(shù)量不同的鉤碼，用F1、F2表示鉤碼的拉力，用l1、l2表示鉤碼懸掛點離支點O的距離。改變鉤碼數(shù)量和它們到支點O的距離，使杠桿仍處于水平位置平衡，并將數(shù)據記錄下來。［思考］你是如何確定動力和阻力的呢？［提示］為了統(tǒng)一標準，我們把支點右邊的鉤碼當動力，支點左邊的鉤碼當阻力。［思考］多次改變鉤碼的個數(shù)及它們到支點的距離，目的是什么？［提示］多次實驗的目的是使得出的結論更具有普遍性。［思考］分析數(shù)據，我們能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？［提示］分析動力和動力臂的乘積與阻力和阻力臂的乘積關系。［歸納提升］杠桿平衡的條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。［思考］如果將杠桿的一端用彈簧測力計豎直拉住，讓杠桿水平平衡。然后慢慢地減小彈簧測力計與杠桿的夾角，觀察彈簧測力計的示數(shù)是否變化，如果變化，是怎樣變化的呢？［提示］當彈簧測力計與杠桿的夾角減小時，彈簧測力計對杠桿的拉力力臂變小，彈簧測力計的示數(shù)變大。［拓展］這個實驗改進可以驗證杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂；而不是動力×動力到動力作用點的距離=阻力×阻力到阻力作用點的距離。［思考］如圖，用羊角錘起釘子，你能在圖中畫出在A點施加最小力F的示意圖和動力臂l嗎？［提示］由杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可知，當動力臂最大時，動力最小，即最省力。連接支點和力的作用點A即是最大動力臂，如圖所示：［歸納提升］最小動力的作圖方法：①連接支點到力的作用點的距離，即為最長力臂；②作出連線的垂線，即為最小動力作用線；③根據杠桿轉動的方向確定力的方向。探究點3杠桿的應用［閱讀課本］P259~260“杠桿的應用”［思考］作出圖11?8中動力和阻力相應的力臂，你能否對這些簡單機械進行分類呢？［提示］比較動力臂和阻力臂的長短，或根據是否省力進行合理分類。［歸納提升］動力臂大于阻力臂，使用時省力，為省力杠桿；動力臂小于阻力臂，使用時費力，為費力杠桿；動力臂與阻力臂相等，使用時既不省力也不費力，為等臂杠桿。［思考］生活中哪些是省力杠桿，哪些是費力杠桿，哪些是等臂杠桿，你能列舉一些實例嗎？［提示］老虎鉗、羊角錘等是省力杠桿，理發(fā)剪刀、鑷子等是費力杠桿，托盤天平是等臂杠桿。［歸納提升］省力杠桿可以省力，但費距離；費力杠桿雖然費力，但可以省距離；等臂杠桿既不省力也不費力，且既不省距離也不費距離。三、板書設計第一節(jié)探究：杠桿的平衡條件1.認識杠桿（1）支點（O）（2）動力（F1）（3）阻力（F2）（4）動力臂（l1）（5）阻力臂（l2）2.杠桿的平衡條件：F1l1=F2l23.杠桿的應用（1）省力杠桿（2）費力杠桿（3）等臂杠桿

教學反思

杠桿在生活和生產中有著廣泛的應用，大