初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆导学案及答案

这是一份初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆导学案及答案，共9页。学案主要包含了学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，精讲点拨，归纳整理等内容，欢迎下载使用。
学习目标
1. 知道什么是杠杆。理解力臂的概念，会画杠杆的力臂；
2. 能从常见工具和简单机械中识别出杠杆；
3. 知道杠杆平衡条件及其杠杆的一些应用。
学习重难点
【学习重点】
1.会画杠杆的力臂
2.探究杠杆的平衡条件。引导学生通过科学探究得出杠杆的平衡条件。
【学习难点】
1.理解力臂的概念，
2.探究杠杆的平衡条件的实验设计和数据处理。
学习过程
【自主预习】
1．杠杆：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
2．杠杆的五要素：支点指杠杆可以绕其转动的点O；动力是使杠杆转动的力F1；阻力是阻碍杠杆转动的力F2；动力臂从支点O到动力F1作用线的距离L1；阻力臂是从支点到O阻力F2作用线的距离L2。
3．杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，它的物理表达式是F1L1= F2L2。
4．常用的剪指刀是省力杠杆，这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2使用它可以省力 ，即用较小的动力就可以克服较大的阻力；夹砝码的镊子是费力杠杆，特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，使用它时可以省 距离；实验室常用的托盘天平是等臂杠杆。这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力。
【合作探究】
探究一：杠杆
想想议议：
当你用筷子夹菜、用剪刀剪纸、用天平称量时，这些工具使用时有什么共同点？

共同特征：1.受力的作用；2.绕固定点转动；3.比较坚硬
1.杠杆的概念：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
2.杠杆的五要素
用木棍撬石头，撬棍就是杠杆，杠杆是一种常用的简单机械，由五个要素组成：
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点O。（2）动力：使杠杆转动的力F1。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力F2。（4）动力臂：支点到动力作用线的距离l1。
（5）阻力臂：支点到阻力作用线的距离l2。
3.对杠杆的理解
（1）杠杆可以是直的，也可以是弯的，但它是一根硬棒.
（2）力臂是可以在杠杆上，也可以不在杠杆上。
（3）支点一定在杠杆上。当杠杆转动时，支点是相对固定的。
（4）不论动力、阻力，都是杠杆受的力。
4.力臂的画法：
(1)一找点：先确定杠杆的支点Ｏ和动力、阻力的方向。
(2)二画线：画出动力和阻力的作用线，必要时用虚线将力的作用线延长．
(3)三作垂线段：从支点向作用线作垂线，垂线段即为动力臂或阻力臂．
(4)四用括号来体现：最后用大括号或箭头勾出力臂，并在旁边写上字母l1或l2.
探究二：杠杆的平衡条件
1．杠杆平衡状态：杠杆静止或匀速转动（可以倾斜平衡）。
提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？
2.实验探究
（1）提出问题：动力、动力臂与阻力、阻力臂之间满足怎样的关系时，杠杆能够平衡？
（2）猜想与假设：F1·l1=F2·l2
（3）设计实验和进行实验
（4）使用的器材：弹簧测力计、钩码、带刻度的杠杆、铁架台。
实验前提问：
挂钩码前，如何调节平衡螺母？调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
实验前，为什么将杠杆的中点作为支点并调节水平平衡？避免杠杆自身重力对实验的影响。
实验时，为什么要使杠杆在水平位置平衡？便于测量力臂。
为什么要进行多次实验？使结论更具有普遍性。
（5）进行实验与收集证据：
= 1 \* GB3 ①调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
= 2 \* GB3 ② 在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？不能）
= 3 \* GB3 ③把支点左边的钩码重当作动力F1，支点右边的钩码重当作阻力F2，读出动力臂L1和阻力臂L2，将各数值填入表格中。
（6）结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂 。即：F1·L1=F2·L2
例题：据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如图所示）。测量时利用了一根长度为12m的槽钢作为杠杆。如图乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数F1为200N。测得L1为6m，L2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。

解：如图所示：F1=200N，l1=6m，l2=4cm＝0.04m
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：
大象所受的重力：G2=F2=3×104 N
大象的质量为：
探究三：生活中的杠杆
1.省力杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂大于阻力臂，平衡时动力小于阻力。用较小的动力就可以克服较大的阻力。（L1>L2， F1