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9.1杠杆-教案
教学目标
【知识与技能】
1.通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取共同的特征,并能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置.能准确地画出杠杆的动力臂和阻力臂.
2.通过参与科学探究活动,能对杠杆平衡条件进行猜想和假设,并设计出验证方案,对获得的信息进行处理,得出杠杆平衡的条件.能应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题.
【过程与方法】
1.通过观察和实验、感知杠杆,培养观察能力.
2.通过实验探究,总结归纳出杠杆的平衡条件,培养初步的分析概括能力、收集信息和处理信息的能力.
【情感、态度与价值观】
使学生感受到杠杆在生活中有广泛的应用,提高探究的乐趣.
重点难点
【重点】
杠杆平衡条件.
【难点】
力臂的概念和画法.
教学过程
知识点一 杠杆
【自主学习】
阅读课本P92-93,完成以下问题:
1.人类在漫长的历史中创造了各种各样的工具,使工作更省力、更方便,这些工具统称为机械.下列机械在使用中有什么共同的特点?
2.杠杆是最简单的机械.只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看作杠杆.
【合作探究】
演示 杠杆的五要素
支点(O):杠杆绕着转动的支撑点.
动力(F1):使杠杆转动的力.
阻力(F2):阻碍杠杆转动的力.
动力臂(L1):从支点到动力作用线的距离.
阻力臂(L2):从支点到阻力作用线的距离.
1.如何确定杠杆的五要素?
答:①找出支点的位置;②确定动力、阻力;③从支点作动力、阻力作用线的垂线,标垂足,确定动力臂和阻力臂.
2.如图杠杆OB可绕O点转动,在力F的作用下在水平位置平衡,画出力F的力臂
【教师点拨】
对杠杆五要素的理解:
(1)三点的统一性:支点、动力的作用点、阻力作用点一定在同一杠杆上,且可以在杠杆的任意位置.
(2)两力的相对性:动力和阻力是相对而言的,不论是动力还是阻力,杠杆都是受力物体,动力和阻力的作用效果正好相反.
(3)力臂的可变性:力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上,如果力的作用线恰好通过支点,则力臂为零.
(4)力的作用线:过力的作用点,沿力的方向所画的一条直线(用虚线表示).
知识点二 杠杆的平衡条件
【自主学习】
阅读课本P93-94,完成以下问题:
杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时,称为杠杆的平衡状态.
【合作探究】
探究二 杠杆的平衡条件
杠杆的平衡跟哪些因素有关呢?
答:猜想假设:类似于二力平衡条件,杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂可能存在某些数学运算相等的关系.
实验设计:利用下图所示装置,多次调节钩码个数及位置,使杠杆平衡,记录并分析数据,得出结论.
实验过程:①调节平衡螺母,使杠杆水平平衡.②在杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆水平平衡.将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录在表格中.③改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验.④在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力,通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡.将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录表格中.
实验数据:
次数
动力F1/N
阻力F2/N
动力臂L1/m
阻力臂L2/m
1
0.5
1.0
0.2
0.1
2
1.5
1.0
0.2
0.3
3
2.0
4.0
0.2
0.1
数据分析:由表格中的数据可知,动力与动力臂的乘积恰好等于阻力与阻力臂的乘积.
实验结论:杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂;即F1L1=F2L2.
【教师点拨】
1.实验开始时调节杠杆平衡的方法:左高左调,右高右调.
2.进行多次实验的目的是避免出现偶然性,使结论更可靠.而不是为了减小误差.
3.实验中让杠杆在水平位置平衡,目的是便于直接从杠杆上读出力臂.杠杆平衡时,如果动力臂是阻力臂的几倍,那么动力就是阻力的几分之一.
【跟进训练】
课堂小结
1.杠杆
(1)定义:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒称为杠杆.
(2)杠杆的五要素
2.杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2
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