杠杆

教学目标

1.知道什么是杠杆，能从常见的工具中辨认出杠杆

2.理解力臂的概念，会画杠杆的力臂

3.理解杠杆的平衡条件、能通过实验探究总结出杠杆的平衡条件、会用杠杆的平衡条件解题

4.会根据杠杆的平衡条件，分析省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的特点

5.了解杠杆在实际生产、生活中的应用

学情分析

1.教材地位

杠杆是最重要的简单机械，不仅因为其具有实用性的价值，更在于其对初中物理而言也极具探究价值。从物理方法角度看，杠杆是一个理想化的抽象模型。它是其它简单机械的基础，换言之，多数机械均是杠杆的变形。

从运动学角度看，杠杆的运动过程是转动的，而物体转动平衡就与物体平动有着本质的区别，给学生带来新的理解障碍。在杠杆转动的过程中，其影响因素不仅取决于动力和阻力，还取决于另一个全新的概念——力臂，认识力臂影响杠杆转动效果显然是本节内容的最大难点。刘炳昇教授在新版教材的使用建议中也提出对“力臂”概念因为其难度可以不必深究，而是把教学的重点引向对杠杆平衡条件的探究上。即：本节内容的重点是探究杠杆平衡条件。

有效地落实好本节内容的教学不仅在于知识本身的重要性，更在于在研究杠杆的过程中能对学生的实验素养、物理方法、归纳能力等诸多方面能够得以有效的培育。因此，本节内容具有独特的教育价值。

2.设计说明

（1）难点突破。在杠杆的五要素中，最大的难点是如何帮助学生认识力臂。为解决这一问题，设计一个体验活动：以铅笔袋为重物，以橡皮为支点，以铅笔为杠杆撬动笔袋，分别在不同作用点沿相同方向施力，学生感受到在不同位置施力的感觉明显不同。在此对三个力进行分析：物理上把通过力的方向上的线叫力的作用线，设问：你发现三根力的作用线与支点有什么关系？实践证明：这一环节的设计能有效破解“力臂”直接给出的突兀，使学生产生认识到：支点到力的作用线的距离也影响着杠杆的转动效果。此时，给出“力臂”的概念就水到渠成了。

（2）突出重点。本课的教学内容安排了认识杠杆和杠杆平衡两个知识点，重点落实：探究杠杆平衡条件。本课在实验室进行教学，采用边做实验边总结，并采用同座互助学习模式进行教学，在同伴助学、老师导学的气份中能充分发挥学生的学习自主性，课堂的学习氛围浓郁，学习效果得以有效落实。

重点难点

重点：

杠杆平衡条件，应用杠杆平衡条件对杠杆进行分类

难点：

力臂的概念建立，能作出力臂；杠杆的实际应用

教学过程

第一学时

教学目标

1.知道什么是杠杆，能从常见的工具中辨认出杠杆

2.理解力臂的概念，会画杠杆的力臂

3.理解杠杆的平衡条件、能通过实验探究总结出杠杆的平衡条件、会用杠杆的平衡条件解题

学时重点

重点：杠杆平衡条件

策略：让学生用边学边实验，探究杠杆的平衡条件，在实验中穿插读、看、听、写、议 及分析归纳等多种学习活动。

学时难点

难点：力臂的概念建立，能作出力臂

策略：通过设计一个小实验，体会撬动同一物体，在不同的位置施力时感受力的大小，即杠杆上潜藏着一个除了动力和阻力外影响杠杆转动效果的因素，即支点到力的作用线的距离也影响转动效果，这一距离叫“力臂”。

教学活动

活动1【导入】1.拨钉子

活动1：拨钉子（徒手拨不出来，借助工具）

提供工具：羊角锤、螺丝刀等

（生1：用羊角锤起钉，生2：螺丝刀+支撑物）

讨论总结：这些工具在工作时有哪些共同的特点？——引出课题

活动2【讲授】认识杠杆

（根据两个实验的情况总结杠杆的定义）

（一）杠杆：在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒。（板书）

活动3【讲授】杠杆的要素

根据定义，不难分析出三个要素：

（1）支点（O）：杠杆上的固定点

（2）动力（F1）：驱使杠杆转动的力

（3）阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力

活动4【活动】撬动笔袋

活动2：以笔袋为重物，用一支笔、以橡皮为支点感受撬动笔袋时在不同施力点按同样的方向施力时的感觉。

交流：活动中用力的感觉。

体会：当撬动同一物体时，在不同的位置施力时的所施的动力大小不同，离支点越远感觉用力越小。示意图如下：

分析：在杠杆上的三个位置分别施加动力，比较三个动力的位置关系。

（分别作出动力的作用线，比较三根动力作用线与支点的关系有什么不同？）

比较：三根作用线到支点的距离不同。

引导：作出支点到动力作用线的距离。

归纳：通过实验发现，当撬动同一物体时，当支点到动力作用线的距离不同，所施加的力不同的，可见这一距离也影响着杠杆转动的效果，我们把这一距离称为“力臂”，动力的力臂称为动力臂。

活动5【讲授】归纳力臂

（4）动力臂（L1）：支点到动力作用线的距离

（5）阻力臂（L2）：支点到阻力作用线的距离

小结：上述五点合称杠杆的五要素，研究杠杆首先就要能够明确找出这五要素。

活动6【练习】力臂作图

练习：力臂作图

活动7【活动】体验生活的杠杆中的五要素

视频：观看起瓶器上的五要素。

活动8【导入】杠杆平衡

当物体平动时，物体受力平衡则运动状态平衡（静止或匀速直线运动）。那么在杠杆转动时，怎样才叫平衡呢？

（板书）

（三）杠杆平衡：杠杆保持静止或缓慢的匀速转动

那么杠杆平衡究竟要满足怎样的条件？

活动9【活动】探究杠杆的平衡条件

分组讨论实 验方案：

（1）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。（引导学生思考水平平衡的作用）。

（2）、分别研究以下三种杠杆水平平衡的情况，并将结果记入表格中

引导思考：

钩码和弹簧测力计的位置保持不变，改变钩码的数量，弹簧测力计的示数有何变化？

钩码的数 量和位置保持不变，改变弹簧测力计的位置，弹簧测力计的示数有何变化？

钩码的数量和弹簧测力计的位置保持不变，改变钩码的位置，弹簧测力计示数有何变化？

测得数据填入下表（表格略）

活动10【讲授】归纳杠杆平衡条件

杠杆平衡条件（也称杠杆原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂

公式:F1×l1=F2×l2

活动11【测试】当堂检测

1．作出下列杠杆的力臂或根据所给力臂作出相关的力

2.一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态，则下列说法中正确的是（  ）

A. 这两个力的大小一定相等           

B. 这两个力的力臂一定相等

C. 力臂较长的那个力较大             

D. 两个力和各自力臂的乘积一定相等

3.某杠杆的动力臂是阻力臂的5倍，若动力为10N，要使杠杆平衡，则阻力为______。

活动12【活动】归纳学习情况

学生谈：本课的收获。

第二学时

教学目标

1.会根据杠杆的平衡条件，分析省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的特点；

2.了解杠杆在实际生产、生活中的应用。

学时重点

三类杠杆的特点

学时难点

杠杆的应用

教学活动

活动1【导入】知识巩固

“研究杠杆的平衡条件”的实验如图所示，回答下列问题：

（1）杠杆两端的调节螺母，是起调节杠杆_____的作用的。

（2）实验前先要调节杠杆两端的螺母，使其在水平位置平衡，这是为使杠杆所受的________通过支点，从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响。如果某同学做实验时发现杠杆左高右低，应将杠杆左端的螺母向________调；或将右端的螺母向________调。

调节好以后，仍要使杠杆在水平位置平衡，是为了__________。如杠杆不在水平位置平衡时，应通过调节钩码的________或______________来实现，而不能再调节_______________。

小红根据如右图所示的实验现象得出的杠杆  平衡条件是：“动力×支点到动力作用点的距 离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。

（3）为了说明这一结论并不正确，请你在右图所示的杠杠上画出需要对杠杠施加的力的示意图和这个力的力臂

（4）经过正确实验后得出的杠杆平衡条件应该是____________________________。

活动2【讲授】杠杆分类

1．杠杆分类的依据：杠杆的平衡条件用比例式表示，可写成：F1/ F2= l2/ l1

上式表明：l1是l2的几倍，F1就是F2的_____________．

2．杠杆的分类：

活动3【练习】应用练习

1、生活和生产中有许多不同类型的杠杆，如图所示的托盘天平属于_____________杠杆，缝纫机踏脚板属于_____________杠杆，铡刀属于_____________杠杆．

2、下列属于费力杠杆的是（   ）

A.起子         B.道钉撬         

C.筷子         D.钢丝钳

3、杠杆的应用非常厂泛，如图所示的两种剪刀，正常使用时属于省力杠杆的是_____剪刀（填甲、乙）

4、关于杠杆，下列说法中正确的是：(     )

A．动力臂越长越省力．                   

B．阻力臂越短越省力．

C．阻力臂与动力臂的比值越大越省力．     

D．动力臂一定，阻力臂越短越省力．

5、动力乘以动力臂的值越大，使用的杠杆将：(     )

A．一定省力      B．一定费力    

C．不省力也不费力  D．不能确定