第十二章 第1節(jié) 杠桿.docx

第十二章第1節(jié) 杠桿(第1課時)一導疑情境導入，提出疑問古希臘的偉大的科學家阿基米德為什么敢說“給我一個支點，我就能夠移動地球”？學習目標：1、知道什么是杠桿，能從常見的工具和簡單機械中識別杠桿。2、知道杠桿的一些名詞術語：支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂。3、會找杠桿的支點，會畫杠桿上的動力、動力臂、阻力、阻力臂。二引探自主學習，探究問題同學們通過查找課本，完成下列問題：1、一根硬棒，在 能繞著 轉動，這根硬棒就是杠桿。認識下面生活中的杠桿。 圖1 圖2 圖3圖4 圖5 圖6圖8 圖7圖10圖92、杠桿的五要素支點：杠桿 的點，即定義 中的固定點，用字母_表示；動力：使 的力；用字母_表示；阻力： 的力；用字母_表示；注釋：動力和阻力是按照力的轉動效果命名的，都是外界施加給杠桿的力，杠桿是受力物體，力的作用點也一定在杠桿上。動力臂：從支點到 的垂直距離，用字母_表示；動力臂：從支點到 的垂直距離。用字母_表示。三釋疑主動展示，闡釋疑點1 畫出下列杠桿的力臂F1_1_F2_1_甲乙2 畫出下面杠桿的力臂丙丁四啟思歸納總結，提煉方法分組完成上面生活中的杠桿圖1到圖10的杠桿示意圖。注意：（1）力臂是支點到垂足的距離，不是支點到作用點的距離，因此力臂不一定在杠桿上。（2）作圖細節(jié)方面：力的作用線用虛線表示，且力臂的長度應該用大括號或雙箭頭標記；垂直的地方應有垂足；支點處用O標記。五、精練當堂訓練，提升能力1、下列關于杠桿的說法中，正確的是（ ）A、杠桿只可以是直的B、杠桿一定有支點C、杠桿的支點可以不在杠桿上D、杠桿的長度等于動力臂與阻力臂之和2、下列測量工具沒有利用杠桿原理的是（）A.彈簧測力計 B. 桿秤 C. 臺秤 D. 托盤天平3、如圖所示，圖中畫出了它們的支點、動力和阻力，箭頭表示力的方向，試畫出它們的動力臂和阻力臂。A BE F4、標出圖中各種杠桿工作時的支點、動力和動力臂、阻力和阻力臂。 A B C D E F第1節(jié) 杠桿(第2課時)一 導疑情境導入，提出疑問人類很早以前就使用了杠桿，如圖就是我們的祖先在建造宮殿時利用木棒搬動巨大木料的情景，為什么用較小的動力可以克服較大的阻力呢？學習目標：1、經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過程，學習分析實驗現(xiàn)象，尋找數(shù)據(jù)間規(guī)律，從中歸納出實驗結論的一般方法。2、理解杠桿的平衡條件，并能解決一些簡單的問題3、知道省力杠桿、費力杠桿用、等臂杠桿及在生活中的應用。二引探自主學習，探究問題（一）探究杠桿的平衡條件：1.杠桿的平衡狀態(tài)：杠桿在動力和阻力的作用下處于 或 。（注意：杠桿不論在什么位置靜止，都是處于平衡狀態(tài)）2.探究杠桿的平衡條件提出問題：杠桿平衡時，動力、動力臂與阻力、阻力臂之間存在怎樣的定量關系？猜想：_設計實驗：實驗器材：杠桿、鐵架臺、鉤碼實驗步驟：（1）如圖，把杠桿的中點支在鐵架臺上，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在 位置平衡；（目的是 ）（2）在杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，直至杠桿在水平位置重新平衡。（3）設右側鉤碼對杠桿的施的力為動力F1,左側鉤碼對杠桿施的力為阻力F2；測出杠桿平衡時的動力臂l1和阻力臂l2，將力和力臂的數(shù)值填入表中。（4）改變動力F1和動力臂l1的大小，相應調節(jié)阻力F2和阻力臂l2再做兩次實驗。(多次實驗的目的是 )進行實驗與收集數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm123分析論證得出結論：杠桿的平衡條件是：_ 表達式： 這個平衡條件就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的 原理（二）杠桿的應用1、 動力臂l1大于阻力臂l2 ，則動力F1 _ 阻力F2，這類杠桿是省力杠桿。特點： 力、 距離。應用舉例：_2、動力臂l1阻力臂l2 ，則動力F1 _ 阻力F2，這類杠桿是費力杠桿。特點： 力、 距離。應用舉例：_3、 動力臂l1 = 阻力臂l2 ，則動力F1 _ 阻力F2，這類杠桿是等臂杠桿。特點：既不 力也 距離 應用舉例：_三釋疑主動展示，闡釋疑點例1：據(jù)杭州日報報道，2001年6月22日，在杭州動物園內(nèi)，一位物理老師利用杠桿原理，僅用小小的彈簧測力計就測出了一頭大象的質量（如圖所示），測量時利用了一根長度為10m的槽鋼作為杠桿，吊鉤固定點O為支點，彈簧測力計的示數(shù)為200N，測得動力臂為9m，阻力臂為6cm，若不計槽鋼和鐵籠的質量，請估算大象的質量。g取10N/kg 2、如圖所示，有一粗細均勻，重為40N，長為4m的長木板AB，置于支架上，支點為0，且AO=1m，長木板的右端B用繩子系住，繩子另一端固定在C處，當長木板AB水平時，繩與水平成30的夾角，且繩子所能承受的最大拉力為60N一個重為50N的體積不計的滑塊M在F=10N的水平拉力作用下，從AO之間某處以V=1m/s的速度向B端勻速滑動，求：滑塊勻速運動時所受的摩擦力的大小當滑塊勻速運動時拉力F做功的功率滑塊在什么范圍內(nèi)滑動才能使AB保持水平四啟思歸納總結，提煉方法1、最小力問題：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，要使動力最小，就應該動力臂最長。做法是：在杠桿上找到距離支點最遠的一點，連接動力作用點和支點的距離作為力臂，動力方向應該跟力臂垂直，并且讓杠桿的轉動方向與阻力讓杠桿轉動的方向相反。2、 力的變化問題：利用杠桿平衡條件F1L1=F2L2和控制變量法，抓住不變量，分析變量之間的關系。3、 再平衡問題：杠桿再平衡判斷，關鍵是要判斷杠桿在發(fā)生變化前后，力和力臂的乘積是否相等。如果平衡杠桿兩邊的力和力臂成相同比例的變化，則杠桿仍平衡。4、 杠桿轉動問題：杠桿轉動問題實質還是再平衡問題，用杠桿平衡條件列出方程，如果兩邊的力和力臂乘積相等，杠桿就繼續(xù)平衡，如果兩邊的力和力臂的乘積不等，哪邊乘積大，哪邊就下沉。五、精練當堂訓練，提升能力1、在探究“杠桿平衡條件”的實驗中，若杠桿在使用前左高右低，要使它水平平衡，應將杠桿左端的平衡螺母向調節(jié)。某小組得到的兩組實驗數(shù)據(jù)如下表所示：動力F1N動力臂L1cm阻力F2N阻力臂L2cm251101623根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結論是：（用文字或符號表述均可）2、在探究杠桿平衡條件的實驗中，多次改變力和力臂的大小主要是為了（）A、減小磨擦B、使每組數(shù)據(jù)更準確C、多次測量取平均值減小誤差D、獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律3、東營地區(qū)油氣資源豐富，如圖為我市的標志性機械“提油機”。是油機的旋轉臂實質上是一根杠桿，其支點為O，請在圖中畫出力F的力臂L。 第3題圖第4題圖4、如圖所示，小明正在做俯臥撐，把他的身體看作一個杠桿，O為支點，A為重心，他的體重為550N。地面對手的支持力F的力臂是m，F(xiàn)大小為N。5、建筑工地上，工人用獨輪車運送石塊如圖所示，石塊與獨輪車的總重為600N。重心在A點，則工人兩手對車所施加向上的力F是N；要想使F更小一些，你的建議是。第5題圖 第6題圖 第7題圖6、如圖是小麗在“研究杠桿平衡條件”的實驗中，使杠桿在水平位置平衡。如果在杠桿兩邊的鉤碼下面各增加一個大小相等的鉤碼，則杠桿 （）A、仍然平衡 B、不平衡，左端下降C、不平衡，右端下降D、無法確定7、在探究杠桿平衡條件的實驗中，高興同學用如圖所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡（杠桿上每格等距），但老師卻往往提醒大家不要采用這種方式。這主要是因為該種方式 （）A、一個人無法獨立操作B、需要使用太多的鉤碼C、力和力臂數(shù)目過多D、力臂與杠桿不重合8、如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A（OA與水平方向平行）向上拉動，力F在這個過程中；若F的方向始終堅直向上，則將杠桿緩慢地由位置A向上拉，力F在這個過程中。（均先填“變大”、“變小”或“不變”）第8題圖 第9題圖第10題圖9、如圖所示的是用道釘撬起出道釘?shù)氖疽鈭D。若已知作用在A點的動力F12000N，試求這時道釘對道釘撬的阻力F2的大小。（道釘撬自身重力不計）10、小強在驗證杠桿平衡條件的實驗中：（1）實驗前沒有掛鉤碼和彈簧測力計時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端高右端低，要使其在水平位置平衡，應將杠桿左端的平衡螺母向調節(jié)，這一調節(jié)過程的目的是為了使杠桿的杠桿平衡不產(chǎn)生影響，這時杠桿重力的力臂為；（2）在圖中，杠桿水平平衡后，小強調節(jié)左邊鉤碼的個數(shù)和位置，使杠桿水平平衡時，測出F11.2N，F(xiàn)21.2N；OA30cm，OB20cm。他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件的公式中，發(fā)現(xiàn)F1OA和F2OB并不相等，從而認為杠桿的平衡條件不一定是F1l2F2l2。小強的失誤是；（3）在圖中，若B處的鉤碼不變，小強將彈簧沒力計由A處移到C（OC10cm）處施加一個堅直方向的力，使杠桿在水平位置平衡，則這個力的方向應，大小為N；（4）在圖中，若B處的鉤碼不變，小強不用彈簧則力計，在A處掛N的鉤碼，杠桿在水平位置仍平衡。11、如圖是各式各樣剪刀的示意圖，它們都是一對的