1.杠杆。
知识与能力
1. 知道什么是杠杆。
2. 知道杠杆的三点、两力、两臂。
3. 理解力臂概念并能正确画出动力臂和阻力臂。理解杠杆平衡条件(动力×动力臂=阻力×阻力臂)
过程与方法。
1. 通过观察和实验,了解杠杆的结构。
2. 通过**了解杠杆的平衡条件。
情感、态度、价值观。
通过了解杠杆的应用,进一步认识物理是有用的,提高学习物理的兴趣。
教学重点、解决办法。
理解杠杆平衡条件并能运用解决简单问题能力。
解决办法: 通过探索性实验总结出来。
教学难点、解决办法。
能够正确画出动力臂和阻力臂的示意图,且能正确找出各种器具的支点。解决办法: 由实验、再结合图形得到。
教具:抽水机模型、瓶起子、镊子、扳手、羊角锤、天平等,细线。
**性实验:杠杆平衡、杠杆和支架(带刻度)、钩码若干。
课型:**型。
教学设计。2. 杠杆的平衡。
教学目标】一、知识与技能。
知道什么是杠杆,能从常见的工具和简单机械中识别出杠杆;理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂;知道杠杆平衡的条件;能根据实际需要正确选择和使用杠杆。
二、方法与过程。
经历“**杠杆平衡条件”的过程,参与科学**活动,体验科学**的全过程。培养学生的观察力、创造想象力;实验操作能力和数据处理能力;能根据自己制定的分类原则给杠杆分类;学习分类的方法。
三、情感态度价值观。
体验科学**的乐趣,激起学生学习物理的兴趣,培养学生认真、细致和实事求是的科学态度。了解杠杆在我国古代的应用。
教学难点】1.设计“**杠杆平衡条件”的实验方案;
2.力臂的确定.
教学重点】**杠杆平衡条件。
教学方法】实验**,引导创新。
教学过程】一、引入新课。
同学们,我是阿基米德,已经两千多岁。在两千多年前,我说过“给我一个支点,我可以撬动地球。”两千多年来,我没有将地球撬动,这是事实,这并不是我的错,因为我没有找到一个合适的支点。
可是,许多爱嚼舌头的人硬说我是在吹大话,在说谎。我这个两千多岁的人实在受不了这样的委屈。今天,我请大家帮我伸冤,你们愿意吗?
大家有信心吗?
要想帮我伸冤,实际很容易,只需弄清杠杆的平衡条件即可。
二、新授。杠杆是一种古老而简单的机械,许许多多机械的应用改变和丰富了我们的生活。今天我们就从生活中的杠杆说起,了解机械与人的关系。
(板书)1.认识杠杆。
让学生展示自带的杠杆(铁锤、剪刀、轮轴、扳子、钢丝钳、镊子等)并说出其应用及特征。
讨论、归纳各种杠杆的共同特征:
(板书)在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒,物理学中叫杠杆。
出示**:猿人移动石块。
置疑:古猿要把大石块移动,用木棍捅石块捅不动,谁能想法帮帮它?
置疑:古猿用的木棍是杠杆吗?
铁锤、剪刀、轮轴、扳子、钢丝钳、镊子等是不是杠杆?
置疑:为什么人们利用杠杆橇石块时总是把支点放在离石块很近的地方?而不放到离石块远一些的地方?
(板书)2.认识杠杆的几个概念
介绍支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
强调力臂的画法:
·找支点;·画出动力和阻力的作用线;
·过支点向力的作用线作垂线,垂线的长度即是力臂。
概括为:一找点二画线三作垂线段。
用橡皮、笔、书、直尺设计一个杠杆**支点在不同位置时动力的大小情况。
结论:动力臂越长、阻力臂越短,越省力;动力臂越短、阻力臂越长,越费力。
所以人们为了用较小的力撬大石块时,就要把支点放到离石块较近的地方,增大动力臂、减小动力。
(1)提出问题大家能否猜想一下动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的关系呢?
(板书)3.杠杆的平衡条件
(2)猜想与假设让学生充分猜想,同时用橡皮、小刀、直尺、硬币等物示意给学生看,什么叫杠杆的平衡。
学生可能给许多种猜想如:
①f1+l1=f2+l2 ②f1/l1=f2/l2 ③f1-l1=f2-l2 ④f1×l1=f2×l2
教师带领学生分析以上猜想,甄别那是明显错误的猜想,如①f1+l1=f2+l2 ③f1-l1=f2-l2,力和力臂单位不一样是不能加减的。
将学生分成两部分分别**②f1/l1=f2/l2 ④f1×l1=f2×l2
(3)制定计划与设计实验。
设计实验方案:(引导学生讨论,实验装置中力的大小、力臂的大小最好能随时知道。实验**前,应让学生充分讨论他们的**方案。)
实验目的:**杠杆的平衡条件。
实验器材:杠杆、铁架台、钩码。
实验步骤:①如图,把杠杆的中点支在铁架台上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
※为什么要求杠杆静止时,在水平位置呢?(因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出.)
※ 调节杠杆平衡的方法:左沉右旋右沉左旋。
②在杠杆两边挂适当钩码,并移动钩码位置,使杠杆在水平位置再次平衡,计算两力的大小,并读出两力臂的值,将力和力臂的数值填入表中;(重复3次)
(4)进行实验与收集证据。
分析判断:在分析判断过程中有可能出现f1+l1=f2+l2 的结论,要求学生认真分析数据,找到出错的原因,为以后的学习和工作打下坚实的基础。
(5)讨论、交流、合作。
你的实验结论与你的假设一致吗?你的结论是什么?
(6)得出结论:杠杆的平衡条件是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂 (f1×l1=f2×l2)
(板书)4.杠杆的分类
告诉学生分类首先要制定分类原则,然后按原则分类。
无论学生怎样分类,只要符合分类原则,都应充分肯定。
5.作业设计:
在如图所示的实验装置中:
(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆左边下倾,这时可以将杠杆右端的螺母向边旋一些,使杠杆水平平衡。
(2)实验时只有8个相同的钩码,杠杆上的点是等间距的,当在a点挂4个钩码时,则怎样挂钩码可以使杠杆水平平衡?请设计出两种方案。
3. 滑轮。
滑轮是一个周边有槽,能够绕轴转动的小轮。由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索(绳、胶带、钢索、链条等)所组成的可以绕着中心轴转动的叫做滑轮。
材质。木滑轮、钢滑轮和工程塑料滑轮;
使用方法。定滑轮、动滑轮以及动、定成的滑轮组;
数目。单滑轮、双滑轮、三滑轮、以至多轮等多种;
作用。导向滑轮、平衡滑轮;
连接方式。吊钩式、链环式、吊环式和吊链式。
滑轮。定滑轮。
定义。塑料滑轮轴承。
使用滑轮时,轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。
特点。定滑轮实质是等臂,不省力,但可改变作用力方向。
杠杆的动力臂和阻力臂分别是滑轮的半径,由于半径相等,所以动力臂等于阻力臂,杠杆既不省力也不费力。
通过定滑轮来拉物体并不省力。通过或不通过定滑轮,弹簧测力计的读数是一样的。可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下,改变力的方向会给工作带来方便。
原理。定滑轮实质是个等臂杠杆,动力臂(l1)、阻力臂(l2)都等于滑轮半径。根据条件也可以得出定滑轮不省力的结论。
动滑轮。定义。
滑轮。定义1:轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。
定义2:若将重物直接挂在滑轮上,在提升重物时滑轮也一起上升,这样的滑轮叫动滑轮。
特点。动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省1/2力多费1倍距离。
使用动滑轮能省一半力,费距离。这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力,但是动力移动的距离大于钩码升高的距离,即费了距离。
轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮,称为动滑轮。它是变形的不等臂杠杆,能省一半力(不考虑滑轮的重力与摩擦力的情况下),但不改变用力的方向。 使用动滑轮能省一半力,费距离。
这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力,但是动力移动的距离是钩码升高的距离的2倍,即费了距离。不能改变力的方向。
随着物体的移动而移动。
原理。不改变力的方向,动滑轮的原动滑轮实质是个动力臂(l1)为阻力臂(l2)二倍的杠杆。(省力)
滑轮组。定义。
滑轮组:由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,既省力又可改变力的方向。
用途。为了既节省又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。 省力的大小
使用滑轮组时,滑轮组用几段绳吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
特点。滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是总重的几分之一。绳子的自由端绕过动滑轮的算一段,而绕过定滑轮的就不算了。
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