初中物理粤沪版八年级下册5 探究杠杆的平衡条件第1课时教案

第5节　探究杠杆的平衡条件

第一课时　杠杆的平衡条件

教学目标

【知识与技能】

1．知道什么是杠杆．

2．理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂．

3．通过实验，探究杠杆的平衡条件及应用．

【过程与方法】

经历探究杠杆的平衡条件的实验过程，增强学生的动手能力及团队合作意识．

【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　探究跷跷板中的道理

【自主学习】

阅读课本P24－26，完成以下问题：

1．物理学中，把能绕某一固定点转动的硬棒(直棒或曲棒)，叫做杠杆．

2．杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做杠杆平衡．

【合作探究】

演示一　成为杠杆的必备条件

如何才能使跷跷板保持水平？

答：(1)让两个体重一样的同学坐在距离转轴相同的位置．(2)让体重不同的同学根据跷跷板的状态调整到转轴的距离．

演示二　探究杠杆的平衡条件

设计实验

①调节杠杆两端的螺母，使杠杆处于水平平衡状态．

②在杠杆的两边分别挂上数量不同的钩码．

③移动钩码的位置，使杠杆处于水平静止状态．

④整理各个实验数据，填入下面的表格．

1．杠杆的五要素

支点(O)：杠杆绕着转动的固定点．

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．

2．每次杠杆平衡时，两边的力是否相等？

答：不一定相等．

3．力臂是否相等？

答：不一定相等．

4．力与力臂的乘积是否相等？

答：相等．

5．杠杆平衡条件：杠杆平衡时，杠杆的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即杠杆的动力臂是阻力臂的几倍，杠杆的动力F1就是阻力F2的几分之一，即F1×L1＝F2×L2.

例题　如图中的男孩重500 N，女孩重350 N，当男孩离跷跷板的转轴70 cm时，女孩应该坐在哪里才能使跷跷板在水平位置上平衡？

解答　已知F1＝500 N，L1＝70 cm，F2＝350 N．由F1L1＝F2L2得L2＝＝500 N×70 cm÷350 N＝100 cm.

6．根据杠杆平衡条件，比较动力臂和阻力臂的长短，怎样的杠杆省力？怎样的杠杆费力？怎样的杠杆既不省力又不费力？

答：若L1>L2，则F1<F2―→省力杠杆(省力)，若L1＝L2，则F1＝F2―→等臂杠杆(既不省力也不费力)，若L1<L2，则F1>F2―→费力杠杆(费力)．

7．比较图中三种剪刀的动力臂、阻力臂长短有什么不同？请说明其中的道理．

答：①用铁皮剪刀剪铁皮等较硬的物体时，需要省力，故其动力臂要大于阻力臂．②用理发剪刀理发时，需要少移动距离，即要省距离，故其动力臂要小于阻力臂．③普通剪刀的动力臂稍大于阻力臂，省力．

演示三　力及力臂作图

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．例题　如图所示，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L及杠杆的重力．

解答

【教师点拨】

1．一个物体能看作杠杆，应具备两个条件：①要有力的作用；②能绕某固定点转动．

2．杠杆的形状可以不同，但必须是坚硬的，在力的作用下只发生不可见的形变．

3．力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离．

4．实验开始时调节杠杆平衡的方法：左高左调，右高右调．

5．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．

6．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．

【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．如图所示，画出力F的力臂L1和物体所受到5 N的重力的示意图．

解：

课堂小结

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

3．探究杠杆的平衡条件

练习设计

完成本课对应训练．