初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆教案

这是一份初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆教案，共11页。教案主要包含了杠杆，杠杆的平衡条件，生活中的杠杆等内容，欢迎下载使用。
主备人
学科
物理
时间
课题
第十二章 简单机械 第1节 杠杆
教
学
目
标
知识与技能
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。
过程与方法
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。
2. 通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件，并能利用杠杆的平衡条件分析解决问题。
情感态度与价值观
1．乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆，了解杠杆在生活和生产中的应用，亲身感受物理知识源于生活又高于生活。
2. 运用学过的科学知识解释生活中的杠杆，进一步感受到生活和科学的关系。
教学重点
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。
教学难点
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。
教具准备
杠杆和支架、钩码、弹簧测力计、细线、羊角锤、木板、钉子、扳手，瓶起子、钢丝钳、理发用的剪刀、指甲刀、托盘天平等。
教学方法
实验探究、示范画图，讲授、归纳、讨论
导
入
新
课
观察思考：
人类很早以前就学会使用杠杆了.壮丽辉煌的咸阳宫曾蔚然矗立于八百里秦川。司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。上图就是我们的祖先在建造宫殿时的情景。他们是怎么利用木棒搬动巨大木料的？

教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
新课学习
人的力量是有限的，但是人的智慧是无穷的。人们在劳动中经常使用各种机械，使工作更省力、更方便。有的机械很简单，例如，钳子、扳手、螺丝刀等等；有的机械比较复杂，例如，缝纫机、车床、收割机等等。
为了方便研究，人们将机械的各种构件归并为杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等，并把它们称为简单机械。
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，他们有什么共同点？

共同特征：1.受力的作用；2.绕固定点转动；3.比较坚硬
1.概念：一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。
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。
2.杠杆概念的理解：
(1)作为杠杆的物体可以是直的，也可以是弯的。即杠杆可以是各种各样的形状。
(2)支点一定在杠杆上，动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的，动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力的方向不一定相反。
(3)力臂不一定在杠杆上，当力的作用线不垂直于杠杆时，力臂与杠杆不重合。力臂包含了力的作用点和力的方向两个要素.
3.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.
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）。
观察杠杆的平衡：
(1)(a)图是一个平衡的杠杆，移动一边钩码的悬挂点，会产生什么现象？
(2)如(b)图所示，用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，这时会产生什么现象？为什么会发生这样的现象？
提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？
2．实验：探究杠杆的平衡条件
实验器材: 杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台

实验装置
测量的物理量：动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2
实验步骤：
(1)调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
①如果杠杆不平衡，应将平衡螺母向高处调节。
②实验前调节杠杆水平位置平衡的原因是为了消除杠杆自重对实验的影响。
③实验时调节杠杆在水平位置平衡的原因是便于测量（直接读出）力臂。
④实验时通过调节钩码的数目和位置实现杠杆在水平位置再平衡。
⑤实验时不能再调节平衡螺母。
(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？）
(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。
(4)改变钩码的个数，再做三次，将结果填入表中。（为什么要多次实验?）
要进行多次实验的目的是避免实验出现偶然性，得出普遍适用规律。
(5)求出各次实验中,动力×动力臂与阻力×阻力臂的值,并加以比较.
分析论证得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂 即：F1·L1=F2·L2
交流讨论：
（1）由表中数据得出杠杆平衡条件：“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。你认为他的结论是错误的，其原因是①力和力臂的单位不同，是不同的物理量，数据不能相加减。②只测一组数据，实验次数太少，具有偶然性，不能得出普遍适用的规律。
（2）若用弹簧测力计代替钩码，①应当沿竖直方向拉测力计，其原因是便于读出力臂数值；②当斜拉测力计时，测力计读数会偏大；③测力计由1到2再到3时，拉力大小变化是先变小，后变大；其目的是验证力臂的方向。
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：
三、生活中的杠杆
我们身边有很多杠杆。例如，跷跷板、羊角锤、船桨、各种剪刀，观察这些杠杆，它们的动力臂和阻力臂有什么关系？

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