初中物理沪科版八年级全册第一节 科学探究:杠杆的平衡条件教案及反思
展开知识与技能
1.能通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆,提取其共同特征,来认识杠杆。
2.能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
3.会画力臂
4.能理解杠杆的平衡条件
过程与方法
1.通过观察和实验,了解杠杆的结构。
2.通过参与科学探究活动,能对杠杆的平衡进行猜想与假设,并设计出实验方案,对获得的信息进行处理,得出杠杆平衡的条件。
情感、态度与价值观
培养学生探索杠杆在日常生活中应用的兴趣以及关注历史、关注科学的意识。
【教学重难点】
教学重点: 力臂概念的建立,杠杆平衡条件的探究及认识过程
教学难点:力臂的画法及杠杆的运用
【导学过程】
【创设情景,引入新课】
师:同学们,你玩过跷跷板吗? 我们欣赏一段动画,
(学生热情高涨,兴趣大增)
师:欣赏完动画,我们来动动手,比赛拔钉子,介绍提供的各种器材,看那组用的方法的最多,最省力的是哪种方法?
师:在我们的日常生活中借助一些工具就能容易的完成一些活动
投影:日常生活中使用工具的画面(撬棒、压水井手柄,羊角锤撬钉子)
师:结合你看到的动画及使用的工具找到这些工具的共同点
【自主预习案】
1、定义:在力的作用下能够饶着 转动的 叫杠杆。
2、五要素:支点指 ;动力是 ;
阻力是 杠杆转动的力;动力臂是 到 的距离;阻力臂是 到 的距离。
3.作杠杆五要素示意图的步骤:先明确___________,再作出使杠杆转动的力和阻碍杠杆转动的力,即___________力和_________力,要注意,这两个力都是杠杆受到的力,作用点就都应在__________上;再由支点向这两个力的作用线作_______线,分别标志出________到两个垂足的距离,即为_____________和________________。
4.杠杆平衡是指杠杆处于__________________状态。
5.杠杆平衡条件又称为__________________________,最早是由古希腊学者_____________总结出来的,其内容为:______________________________,用字母表示为______________.
6.根据杠杆使用活力情况,可将杠杆分为三类:
省力杠杆:动力臂_____阻力臂,动力____阻力,如:_________________________;
费力杠杆:动力臂_____阻力臂,动力____阻力,如:_________________________;
等臂杠杆:动力臂_____阻力臂,动力____阻力,如:_________________________;
【课堂探究案】
探究点1:力臂的画法
关于力臂的概念,要注意以下几点:
(1)力臂是支点到力的作用线的距离,力臂的数学模型就是点到直线的距离。其中“点”为杠杆的支点;“线”是力的作用线,即通过力的作用点沿力的方向所画的直线。需要引起注意的是:千万不能把力臂理解为“支点到力的作用点的长度”。
(2)作用在同一个点上的几个力,若它们的方向不同,那么力臂一般不同。
(3)若力的作用线通过支点,那么这个力的力臂就一定为零。
力臂的作法:欲作力臂找支点,再作二力延长线,经过支点作垂线,动阻力臂再分辨。可简记为:一找点,二划线,三作垂线段,四标符号。
具体方法:
(1)首先在杠杆的示意图上,确定支点。
(2)画好动力作用线及阻力作用线,画的时候要用虚线将力的作用线适当延长。
(3)在从支点向力的作用线作垂线,在垂足处画出直角,从支点到垂足的距离就是力臂。用三角板的一条直角边与力的作用线重合,让另一条直角边通过交点,从支点向力的作用线画垂线,作出动力臂和阻力臂。
(4)把支点到垂足的距离用大括号括出或带有箭头的线段勾出,分别用和表示。
例:下列关于的力臂的作图中,正确的是( )
分析:A图是从支点到力的作用点的连线,不是力臂;B图是从支点到力的末端点的连线,也不是力臂;D图是垂足到力的作用点的连线,更不是力臂。因为它们都不符合力臂的定义。
答案:C
探究点2:探究杠杆平衡条件:
.⑴什么是杠杆的平衡状态:________________
⑵调节杠杆在水平位置平衡的方法:________________________
⑶为什么要在水平位置平衡?____________________________
(4)多次测量的目的:________________________
(5)实验前没有挂钩码时,小明发现杠杆右端下倾,则应将左端的平衡螺母向 调,使杠杆在水平位置平衡;这样做的目的是 eq \\ac(○,1) ; eq \\ac(○,2)____________________________________________.
(6)三次实验数据记录表格如下:
甲
乙
①小明用如图甲所示进行第3次实验,弹簧测力计的所示如图乙所示,则动力F1= N
②分析三次实验数据,发现第3次实验中弹簧测力计示数偏大,检测弹簧测力计发现完好无损,原因可能是 。
(3)小明通过实验探究,得出了杠杆平衡条件,内容为__________________________.
【当堂训练案】
1.判断下列说法是否正确
(1)一根硬棒就是杠杆( )
(2)杠杆可以是直的、弯的或者其他形状的( )
(3)在力的作用下,能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆( )
(4)动力、阻力只能分别作用在杠杆支点的两侧( )
2.关于力臂,下面说法中正确的是( )
A.支点到动力作用点之间的距离叫做动力臂B.支点到动力作用线的距离叫做动力臂
C.力臂一定在杠杆上 D.力臂的大小不可能为零
3.如图中,杠杆刚好平衡,若要使A端下降,B端上升,可采用的办法是:
(每个钩码的质量相同)
A.两边各减少一个钩码 B.两边各增加一个钩码
C.两边都向左移动相同距离D.两边都向内侧移动相同距离
4.如图所示的两个杠杆,O是支点,请你判断一下哪个杠杆能够平衡?如果不平衡,它将顺时针转动,还是逆时针转动?
5、如图中,杠杆的一端A为支点,在它的另一端B用力F将挂在C点的物体抬起使杠杆处于水平状态.已知AC=15cm,CB=60cm,则动力F跟物重G之比是( ) A.1∶4 B.4∶1 C.1∶5 D.5:1
四、达标检测:
1、在①钓鱼竿②天平 ③羊角锤 ④理发剪刀 ⑤缝纫机踏板 ⑥铡刀 ⑦瓶盖扳子等简单的机械中,属于省力杠杆的有 ,属于费力杠杆的有 ,属于等臂杠杆的有 .
2、下列关于杠杆的说法中,正确的是( )
A、杠杆只可以是直的 B、杠杆一定有支点
C、杠杆的支点可以不在杠杆上 D、杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和
3、在用扳手拧生锈的螺母时,工人师傅在扳手柄上套一节铁管,这样就能比较容易地拧下螺母,这样做的物理原理是:( )
A、减小阻力 B、增大动力
C、增大动力臂以增大动力 D、增大动力臂减小动力
5、一支刻度准确的杆秤,若换了质量较小的秤砣,用它来称量物体质量的结果:( )
B
C
O
A
A、比实际的大 B、与实际质量相等
C、比实际质量小 D、无法判断
6、已知轻杠杆AOCB,支点为O,OA=CB=40cm,OC=30cm,且OA⊥OC,OC⊥CB,如在A点悬挂一重49牛的重物,则在B点至少要加 牛的力才能使杠杆AO保持水平,这个力的方向应该 。
7、一根粗细不均匀的木棒用细绳吊在O点处木棒恰能在水平位置平衡,若在O点处把棒锯成两段,则( )
A、细的一端较重 B、粗的一端较重 C、两端一样重
D、可能细的一端重,也可能粗的一端重,也可能两端一样重
8、一杠杆正处于平衡状态,如果在这个杠杆上再施加一个作用力那么该杠杆:
A、仍有可能平衡,只要这个力加在阻力这一边
B、仍有可能平衡,只要该力加在动力作用点和阻力作用点之间
C、仍有可能平行,只要这个力的作用线通过支点
D、杠杆不可能平衡,因为多了一个力
9、关于力臂的下列说法中正确的是( )
A. 从支点到动力作用点的距离叫动力臂
B. 从动力作用点到阻力作用线的距离叫动力臂
C. 从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂
D. 从阻力作用点到动力作用点的距离叫阻力臂
10、所谓杠杆平衡是指杠杆处于 状态或 状态。杠杆的平衡条件是 ,字母表示式为 。
11、地面上有一根大木杆,抬起A端需用300N,抬起B端需用200N,这条木杆的 端较粗。
12、已知物体在月球上的重力大约是地球上重力的六分之一。做生意时,用同一杆秤在月球上称质量,和在地球上相比( )
A. 买方吃亏 B. 卖方吃亏
C. 双方都不吃亏 D. 双方都吃亏
13、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
6、如图,拉力F作用在杠杆中点B处,已知AC=1.8m, G=100N, 求拉力F.
实验序号
动力F1(牛)
动力臂L1(厘米)
阻力F2(牛)
阻力臂L2(厘米)
1
2
4
2
4
2
4
6
3
8
3
8
4
6
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