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文檔簡介
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
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