沪科版八年级全册第一节 科学探究：杠杆的平衡条件教学设计

《杠杆的平衡条件》教案

教学目标：

●知识与技能

1、知道什么是杠杆，能根据实物画出杠杆示意图。

2、知道杠杆的平衡条件，会利用杠杆平衡条件解决一些简单的问题。

●过程与方法

通过实验探究杠杆的平衡条件，初步领会从具体到抽象的方法。

●情感、态度和价值观

通过了解杠杆在实际中的应用，体会到物理知识是有用的，培养学生对科学的兴趣。

教学重点：杠杆平衡条件，经历探究杠杆平衡条件的过程并运用它分析有关问题问题。

教学难点：力臂的概念和画法

课时安排：1课时

教学过程：

一、引入新课

创设情景引入课题，展示生活中的各种杠杆的应用

二、新课教学

（一）探究跷跷板中的道理

1、提出问题

看图6-37问题：跷跷板为什么能上下转动？

跷跷板为什么能平衡？

跷跷板受到哪些力的作用？

怎样才能使跷跷板保持水平平衡状态？ 

2、设计方案

[讲解]为了便于探究跷跷板怎样才能成水平状态，我们可采取转换法。用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人进行实验研究。

每2人一组实验，要求讨论如何设计这个实验。

设计如下：

    （1） 将杠杆挂在铁架台上，观察是否在水平位置平衡 （ 静止 ） ；若不是，可调节平衡螺母，使之水平平衡。

    此处可提问：为什么要使杠杆在水平位置平衡？若学生回答不出，可要求课后思考。

    （2） 在杠杆支点的左边挂一定量的钩码，在支点右边也挂上钩码，直至杠杆平衡为止。

    （3） 重复多做几次平衡实验，得到不同数据。

（4） 将数据记录下来，分析得出结论。

3、进行实验

开始实验，完成探究任务。
  老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、解决问题。

完成实验后，任意选择五组，请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。
　　将五组中的实验数据任意各取一组填入表格中，讨论可得到什么结论 （ 杠杆平衡的条件 ） 。

教师可提出各种猜想，加减乘除关系都可。

可能有学生得到其他关系式，但不适合所有数据，因此它不是杠杆平衡条件。

4.分析论证

[讲解]：杠杆中有几个重要的概念：杠杆绕着转动的点叫做支点，从支点到力作用线的距离L1和L2叫做力臂；动力的力臂叫动力臂；阻力的力臂叫阻力臂；杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做平衡。

对公式进行变形可以得到比例式，它的含义是：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。

5.拓展与练习

（1）画出下图中 F＇和 F＂的力臂，并比较杠杆平衡时 F'与 F＂的大小．

（2）下图所示杠杆，OA 长20cm，AB 长60cm，现在 A 处挂一重200N的物体，若使 B 处的弹簧秤示数最小，弹簧秤的方向怎样？弹簧秤的示数是多少？

（3）如图6-37中大人重750N，小女孩重250N，当大人离跷跷板的转轴0.5m时，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？

（二）生活中的杠杆

[引入]：阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”

[设疑]：阿基米德说这句话的根据是什么 ? 你认为这可能吗？

阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆。

要求学生观察书上图6－42：生活中的常见的杠杆。

教师出示羊角锤，分析使用时有一固定点。

要求学生分析其余杠杆的固定点。　　　

教师举杠杆撬球的例子分析五个概念。

画出杠杆撬球中的各种物理量。

支点是杠杆绕着转动的固定点，在分析支点时，我们可以假想杠杆发生转动，杠杆围绕哪一点转动，哪一点就是支点。力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起，沿力的方向所画的直线，从支点 O 向动力 F1 的作用线所画的垂线就是动力臂Ｌ1 ，从支点O 向阻力F2 的作用线所画的垂线就是阻力臂Ｌ2 了。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线。作力臂的步骤：（ 1 ）找准支点；（ 2 ）沿力的方向作出力的作用线；（ 3 ）从支点向力的作用线画垂线；（ 4 ）标出力臂。 

必须明确：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离，如图所示中，不能把 OA 和 OB 作为动力臂和阻力臂。

例题： 在黑板上画出各杠杆的示意图，画出它们的支点、动力和阻力。

如：铡刀、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。

由4名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂，巡回指导，最后进行讲评。

[讨论]：由杠杆的平衡条件，可以得到当力不等时，对应的力臂也不等。可将杠杆分为三类：省力杠杆，费力杠杆，等臂杠杆。它们与力臂的关系是怎样的？

三、课堂练习

四、教学小结

认识杠杆，并介绍了杠杆的几个重要概念，学会分析生活中的杠杆。杠杆的平衡条件 F1Ｌ1 ＝ F2Ｌ2；，杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。

五、作业

板书设计：

一、杠杆：1 、杠杆：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬杆，叫杠杆。

　　　　　2 、杠杆的几个概念：  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 ） ：支点到动力作用线的距离。

阻力臂 （ Ｌ2 ） ：支点到阻力作用线的距离。

二、杠杆平衡条件

    1、杠杆平衡的条件：动力×动力臂 = 阻力×阻力臂（ F1Ｌ1 ＝ F2Ｌ2 ）

2、三种杠杆：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆