初中物理教科版八年级下册1 杠杆第2课时教学设计及反思

第二课时　杠杆的平衡条件及分类

教学目标

【知识与技能】

1．通过实验，探究杠杆的平衡条件及应用．

2．知道省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点．

3．知道杠杆在生活中的分类．

【过程与方法】

经历“探究杠杆平衡条件”的过程．

【情感、态度与价值观】

体验科学探究的乐趣，了解杠杆在生活中的应用．

重点难点

【重点】

探究杠杆的平衡条件．

【难点】

探究杠杆的平衡条件．

教学过程

知识点一　杠杆平衡

【自主学习】

阅读课本P73－75，完成以下问题：

当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫做杠杆平衡．

【合作探究】

演示一　下图是一个平衡的杠杆，移动一边钩码的悬挂点，会产生什么现象？

答：杠杆会倾斜，不再处于平衡状态．

演示二　如下图所示，用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，这时会产生什么现象？

答：杠杆会倾斜，不再处于平衡状态．

实验表明，杠杆的平衡不仅与动力和阻力的大小有关，还与力的作用点及力的作用方向有关．

探究　杠杆在满足什么条件时才会平衡？

猜想与假设：类似于二力平衡条件，杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂可能存在某种数学运算后相等的关系．

假设一：F1＋L1＝F2＋L2

假设二：F1－L1＝F2＋L2

假设三：＝

假设四：F1×L1＝F2×L2

实验器材：杠杆平衡实验装置、钩码．

实验步骤：

①调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡(便于测量力臂)．

②给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡．这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量．

把支点右边的钩码重量当作动力F1，支点左边的钩码重量当作阻力F2；量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把相应的数值填入表中.

③改变阻力和阻力臂的大小，相应地调节动力和动力臂的大小，再做几次实验．

数据分析：

1．每次杠杆平衡时，两边的力是否相等？

答：不一定相等．

2．力臂是否相等？

答：不一定相等．

3．力与力臂的乘积是否相等？

答：相等．

实验结论：杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂．即F1L1＝F2L2.

实验的注意事项：

(1)实验开始前通过调节平衡螺母的方法使杠杆在水平位置平衡，实验过程中，需要调节杠杆再次平衡，只能采取增减钩码或者调节力臂的方法．严禁实验过程中调节杠杆的平衡螺母．

(2)实验中要多次实验，收集不同的数据，以使实验结论更具有普遍性．

【教师点拨】

1．实验前调节杠杆平衡的方法：哪端高，把平衡螺母向哪端调节，或者杠杆向哪边偏，就把平衡螺母向反方向调节．

2．挂钩码前，使杠杆在水平位置平衡的原因：杠杆在水平位置平衡时，杠杆的重心刚好在支点上，重力的力臂为零，可以消除杠杆自身重力对实验的影响．

3．挂上钩码后，不可以再调节平衡螺母．如果调节，杠杆自身平衡被破坏，利用记录的实验数据无法得出实验结论．

【跟进训练】

1．如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是(　C　)

A．左右钩码各向支点移一格

B．左右各减少一个钩码

C．左右各减少一半钩码

D．左右各增加两个钩码

2．图中AOB是可绕O点无摩擦转动的轻杆，A端挂重400 N的物块，AO与OB长度之比为5∶4.人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环．要使轻杆水平平衡，人应施加拉力为500 N，当轻杆在图中虚线位置平衡时，人的拉力将不变(选填“变大”“变小”或“不变”)．

知识点二　杠杆的分类

【自主学习】

阅读课本P75－76，完成以下问题：

根据支点相对于动力与阻力作用线的位置关系，杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆．

【合作探究】

演示三　省力杠杆

1．这类杠杆有什么特点？

答：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力．这类杠杆使用时省力但费距离，用较小的动力就可以克服较大的阻力．

2．生活中还有哪些地方用到了省力杠杆？

答：核桃夹、铁皮剪刀、启瓶器等．

演示四　费力杠杆

1．这类杠杆有什么特点？

答：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力．这类杠杆使用时费力却省距离．动力作用点移动较小的距离就可以使阻力作用点移动较大的距离．

2．生活中有哪些地方用到了费力杠杆？

答：钓鱼竿、理发剪刀等．

演示五　等臂杠杆

1．这类杠杆有什么特点？

答：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力．这类杠杆使用时既不省力，也不费力．

2．生活中还有哪些地方用到了等臂杠杆？

答：跷跷板等．

知识拓展　杆秤

杆秤曾是我国应用最广泛的称重工具，上图这是一种典型的杠杆．试分析它的工作原理，并比较它和天平的优缺点．

答：如图所示，O1是杠杆的支点，F1(F1＝G秤砣)、F2(F2＝G货)分别是动力和阻力，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，当F2改变时，只需相应地改变L1就可以使杠杆再次在水平位置平衡，还可以通过改变支点位置来改变杆秤量程，如支点选在O2位置，杆秤量程会增大，与天平相比，杆秤虽然没有天平称量精确，但它有操作简便、携带方便等优点．

【教师点拨】

判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小．

【跟进训练】

下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是(　C　)

课堂小结

1．杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2.

2．杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆．

练习设计

完成本课对应训练．