人教版八年級第十二章簡單機械第1節《杠桿》導學案【學習目標】1.認識杠桿，并能準確找出支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂；能從常見的工具和簡單機器中識別出杠桿；能對杠桿進行分類，并能根據實際需要選擇合適的杠桿.2.通過探究，掌握杠桿的平衡條件，并能利用杠桿的平衡條件進行相關計算.【學習重點】杠桿的五要素和平衡條件.【學習難點】力臂的作圖、利用杠桿的平衡條件進行簡單計算.【自主預習】1．杠桿:在____的作用下，能繞________轉動的硬棒，叫做杠桿.2．杠桿的五要素：支點指杠桿可以繞其____的點O；動力是使杠桿____的力F1；阻力是____杠桿轉動的力F2；動力臂從支點O到動力F1____的距離L1；阻力臂是從支點到O阻力F2____的距離L2.3．杠桿的平衡條件是____________，它的物理表達式是________.4．常用的剪指刀是____杠桿，這類杠桿的特點是動力臂L1____阻力臂L2，平衡時動力F1小于阻力F2使用它可以____，即用較小的動力就可以克服較大的阻力；夾砝碼的鑷子是____杠桿，特點是動力臂L1____阻力臂L2，平衡時動力F1大于阻力F2，使用它時可以省____；實驗室常用的托盤天平是____杠桿.這類杠桿的動力臂L1____阻力臂L2，平衡時動力F1等于阻力F2，工作時既不省____也不____力.【探究新知】探究點一杠桿（一）杠桿的定義1.活動：=1\*GB3①用剪刀剪紙片=2\*GB3②用鋼絲鉗剪斷鐵絲.=3\*GB3③用笤帚掃地.=4\*GB3④用鑷子夾取砝碼.這些工具使用時有什么共同點？共同特征：=1\*GB3①受_____的作用；=2\*GB3②繞_____轉動；=3\*GB3③比較堅硬2.杠桿的概念：在_____的作用下，能繞_____轉動的硬棒，叫做杠桿.3.分別找出圍繞轉動的點（支點）.（二）杠桿的五要素1.自主學習，閱讀課本：什么是杠桿的五要素.（1）支點：杠桿繞著轉動的_____O.（2）動力：使杠桿_____的力F1.（3）阻力：_____杠桿轉動的力F2.（4）動力臂：支點到動力_____的距離l1.（5）阻力臂：支點到阻力_____的距離l2.點撥：=1\*GB3①“力的作用線”是指過力的作用點沿力的方向所畫的直線；力臂是支點到力的作用線的距離，不是支點到作用點的距離；力臂不一定在杠桿上（如圖中l1、l2）；若力的作用線過支點，則力臂為0.=2\*GB3②支點：一定在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿的其他位置；同一杠桿，使用方法不同，支點位置可能改變.=3\*GB3③動力與阻力：作用點都在杠桿上；分別使杠桿向相反方向轉動，動力和阻力是相對的，一般把人對杠桿施加的作用力稱為動力.2.例題例題1畫出圖中杠桿各力的力臂.例題2如圖，硬棒OB能繞支點O轉動，A處用繩子拉住固定在墻壁上，B處懸掛重物.請畫出物體所受的重力G的力臂和拉力F的力臂，分別用l1和l2表示.動力臂和阻力臂的畫法.一找（找準支點、動力和阻力作用點）；二畫（畫出力的作用線）；三引（引垂線）；四標（標力臂――支點到垂足的距離）.探究點二杠桿的平衡條件1．杠桿平衡狀態：杠桿_____或_____轉動（可以傾斜平衡）.小組合作學習：=1\*GB3①兩側的平衡螺母有什么用？.=2\*GB3②杠桿在水平位置靜止的目的是什么？.=3\*GB3③在實驗前要調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿水平平衡.掛鉤碼后，還能再調節平衡螺母嗎？.=4\*GB3④2.實驗器材：杠桿、鉤碼、鐵架臺、彈簧測力計.測量的物理量：動力、阻力、動力臂、阻力臂.實驗步驟：（1）把杠桿安裝在支架上，調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡.（2）如圖所示，在杠桿兩邊掛不同數量的鉤碼，把支點右邊的鉤碼對杠桿的作用力當作動力F1，支點左邊的鉤碼對杠桿的作用力當作阻力F2.調節鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡，將動力F1、阻力F2、動力臂L1、阻力臂L2的實驗數據填入表中.（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應調節動力和動力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡，再做幾次實驗.將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中.實驗次數動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm1233.結論：杠桿平衡時，_______________，公式表示:__________.4.[想想議議]思考圖示的杠桿與實驗中的杠桿有什么不同？.5.例題例題3據《杭州日報》報道，2001年6月22日，在杭州動物園內，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12m的槽鋼作為杠桿.如圖乙所示，吊鉤固定于槽鋼的中點O.當槽鋼水平靜止時，彈簧測力計示數F1為200N.測得L1為6m，L2為4cm.若不計鐵籠的質量，請估算大象的質量.g取10N/kg.例題4身高1.7米，質量為50千克的小明同學做俯臥撐運動，此時將他視為一個杠桿如圖所示，他的重心在A點，g=10N/kg,則：（1）他的重力為多少牛？（2）若他將身體撐起，地面對手的作用力至少要多大？探究點三生活中的杠桿小組合作學習：仔細觀察下面三種杠桿，請仔細觀察，它的動力臂和阻力臂，哪個更長呢？使用該杠桿省力還是費力？甲乙丙1.圖甲的特點是：動力臂_____阻力臂，平衡時動力_____阻力.用較小的動力就可以克服較大的阻力，屬于_____杠桿.2.圖乙的特點是：動力臂_____阻力臂，平衡時動力_____阻力.動力作用點移動較小的距離就可以使阻力作用點移動較大的距離，屬于_____杠桿.3.圖丙的特點是：動力臂_____阻力臂，平衡時動力_____阻力.這樣的杠桿既不_____力也不_____力，屬于_____杠桿.【當堂練習】1.如圖所示，正在使用的四種工具，屬于費力杠桿的是()A.羊角錘B.核桃夾C.園藝剪D.食品夾2.撬棒是人們在勞動中應用杠桿原理的工具.如圖所示是工人利用撬棒撬動大石頭的情景，撬棒上O點為杠桿的支點.下列分析正確的是（）A．此時撬棒為等臂杠桿 B．應用此撬棒的主要目的是省力 C．力F的作用點靠近O點會更省力 D．應用此撬棒的主要目的是省距離3.“節約用水，人人有責”，我們應養成隨手關閉水龍頭的好習慣.水龍頭手柄可視為如圖所示杠桿，O為支點，F為阻力，分別沿a、b、c、d方向關閉水龍頭，其中最省力的是（）A．aB．bC．cD．d4.杠桿兩端螺母的作用是______，圖中的杠桿在水平位置平衡，若在兩側各減掉一個等重的鉤碼，杠桿______（選填“能”或“不能”）保持水平平衡.5.麗麗幫媽媽用同一把剪刀剪雞腳時，有如圖所示的三種情形.你認為圖_______的方式最容易把雞腳剪斷；圖_______的方式最省距離.6.如圖所示，平衡杠桿AOB，O為支點，請作出物體M所受重力的示意圖和動力F的力臂L.7.如圖，作出使杠桿平衡的最小動力F1.8.如圖所示，O為杠桿的支點，OB=50cm,OA=30cm，在A點所掛物體質量為6kg，在B點施加一個豎直向上的力F，不計杠桿自重和摩擦，g取10N/kg求：（1）所掛物體的重力G；（2）杠桿水平時拉力F；【課后反思】本節課學習中，你有哪些收獲，還有哪些不足，有什么體會..參考答案【自主預習】1.力固定點2.轉動轉動阻礙作用線作用線3動力×動力臂=阻力×阻力臂F1L1=F2L24．省力大于省力費力小于距離等臂等于力費【探究新知】探究點一杠桿（一）1.=1\*GB3①力=2\*GB3②固定點2.力固定點3.如圖所示（二）1.（1）固定點（2）轉動（3）阻礙（4）作用線（5）作用線2.例題例題1如圖所示例題2如圖所示探究點二杠桿的平衡條件1．靜止勻速=1\*GB3①調節杠桿的平衡.=2\*GB3②一是使杠桿的重心在支點，以消除杠桿自身重力對實驗的影響.二是便于直接讀出力臂.=3\*GB3③掛鉤碼后，不能再調節平衡螺母.=4\*GB3④3.動力×動力臂＝阻力×阻力臂F1L1=F2L24.實驗中動力和阻力在支點的兩側，圖中動力和阻力在支點的同側.5.例題33t解：如圖所示：F1=200N，l1=6m，l2=4cm＝0.04m，由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得：F2=＝3×104N，大象所受的重力:G2=F2=3×104N大象的質量為：m==3×103kg=3t.例題4（1）500N（2）300N解析：（1）小明同學的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N；（2）由圖可知，O為支點，動力臂L1=0.9m+0.6m=1.5m,阻力臂L2=0.9m,阻力等于人的重力，即F2=G=500N，由杠桿平衡條件可得：F1L1=F2L2，即：F1×1.5m=500N×0.9m，解得F1=300N，即地面對手的作用力至少要300N.探究點三生活中的杠桿1.大于小于省力2.小于大