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2021年八年级下册物理第1课时 杠杆及其平衡条件(导学案)
生:调平原因:为了保持杠杆初始处于平衡状态,测量力臂方便.我们可以通过调节平衡螺母使杠杆平衡.
师那么在做实验的过程中能否再去调节杠杆的平衡螺母呢?
生:不能.
师为了统一标准,我们把支点右边的钩码当动力,支点左边的钩码当阻力.在这三次实验中同学们可任意的取三次值,让杠杆达到平衡.每四人一组,每组出一名同学负责随时记录数据.好,现在请同学们参照教材P77的实验步骤开始做实验. 同学们能否找出一个规律来?
η<1,会正确进行有关机械效率的计算.
2.在过程与法方面:探究杠杆的平衡条件,学习分析实验现象,寻找据间的规律,归纳出实验结论的一般方法;亲自动手组装滑轮组,体会滑轮组好处;通过参与探究斜面机械效率的活动,学习拟订简单的科学计划和实验方案
3.在情感态度与价值观方面:在实验中培养学生具有对科学的求知欲,乐探究自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.
第2节滑轮1课时
第3节机械效率2课时第1课时认识机械效率
第2课时探究机械效率
本章复习和总结课时
1.观察法:注意观察日常生活中使用的单机械,通生活经验以及具体事件的分析,加深对简单机械的理;
2.实探究法:本章三节实验探究内容分别是:探究杠杆的平衡条;研定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点;测量滑轮组的机效率并探究其影因素.
第十二章 简单机械
祸兮福之所倚,福兮祸之所伏。《老子·五十八章》
涵亚学校 陈冠宇
工欲善其事,必先利其器。《论语·卫灵公》
翰皓学校 陈阵语
满招损,谦受益。《尚书》
怀辰学校 陈海峰组长
人非圣贤,孰能无过?过而能改,善莫大焉。《左传》
江缘学校 陈思梅
镇海中学 陈志海
杭信一中 何逸冬
大地二中 张清泉
长郡中学 史李东
教师引导学生进行实验“探究杠杆的平衡条件”:
(1)小组讨论提出问题,作出猜想;
(2)讨论并设计合理的实验方案;
(3)进行实验,收集数据;
(4)对数据进行分析,得出结论;
(5)讨论实验中出现的问题.
设计表格(供参考)
师当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了.在我们这个实验中第一步应该把杠杆在水平位置上调平,为什么这样做,请同学们思考一下(解释原因).请同学转动状态时,我们就说杠杆平衡了.
4.杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×l1=F2×l2.
巩固复习
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业,加强学生对知识的巩固.
新课导入
教师播放视频:关于撬棒、开瓶器、跷跷板、镊子、剪刀等物品在生产、生活中工作的情景.然后引导学生观察,并提出问题:在生产、生活中,这些工具起到了什么作用?它们有什么共同特点?
第1节 杠杆
第1课时 杠杆其平衡条件
课题
杠杆的初步识及平衡条件
课型
授课
落红不是无情物,化作春泥更护花。自自珍的《己亥杂诗·其》 ◆令公桃李满天下,何用堂前更花。出自白居易的《奉令公绿野堂种花》
随风潜入夜,润物细无。出自杜甫的《春夜喜雨》
◆新竹高于竹枝,全凭老干为扶持出自郑燮的《新竹》
◆教学目标
知识与
本章是在前面学习过力学的基础上,研究杠杆、滑轮等简单机械,并进一步研究简单机械的机械效率.通过本章学习,我们应该对力学知识获得进一步理解:能从常见工具和器械中识别出杠杆和滑轮,知道杠杆、滑轮的特点和应用,会使用简单机械改变力的大小和方向,能正确计算简单机械的机械效率.
本章可以分为两个部分,第一部分是第1、2节,学习杠杆、滑轮和其他一些简单机械.第二部分是第3节,机械效率、探究简单机械的机械效率和提高机械效率的方法.
【教重点】
杠杆的平衡条,滑轮及其应用;有用功、额外功、总功和机械效率的概念和相关计算、提高机效率的方法.
【教学难点】
运用杠杆平衡条件进行计算,滑轮组组装和省力分析,测斜面和滑轮组、杠杆等机械效率的法.
【课时建议】本章共有3节,建议6课时:
第1节杠杆2课时
第1课时 杠杆的初步认识及平衡条件
第2课时 杠的分类和综合运用
4.解答:
例题3如图所示,利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件.
特别提醒:
杠杆在水平位置平衡,此时杠杆自身重力的力臂为零.杠杆自身重力对杠杆平衡不产生影响,且力臂大小可直接从杠杆上读出,测量非常方便.
教材习题解答
(1)实验前杠杆如图所示,为使杠杆处在平衡状态,应将螺母B向(选填“左”或“右”)调.
学生观看,思考、讨论,回答:它们都是硬棒,这些硬棒在受力的时候,都能绕着一个固定的点转动.
教师鼓励学生的回答,并引出杠杆的概念.
板书:
一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就叫做杠杆.
下面我们就一起来认识并探究杠杆.
进行新课
知识点1杠杆的认识
在我们生活中用到杠杆的地方很多,请同学们思考:
(1)为什么杠杆必须是根“硬棒”?
2.第2节“滑轮”,本节讲述了定滑轮、动滑轮的概念、特点和实质,并进一步学习了滑轮组的特点和组装,最后引导学生初步了解斜面和轮轴.本节也有一个重要的实验探究“研究定滑轮和动滑轮的特点”,这个实验探究让学生边思考边操作,自己摸索,学会安装滑轮,总结出两种滑轮的特点.
3.第3节“机械效率”,本节是在学习了功、功率的计算的基础上,引导学生理解有用功、总功的概念并掌握机械效率的计算,知道实际提高机械效率的方法.
(2)记录实验数据的表格如下表,请将表头栏目、实验所记录的数据补充完整.
解析:(1)实验前没有挂钩码时,应使杠杆在水平位置平衡,这样可以尽量减少杠杆自重对实验的影响,另外便于直接从杠杆的刻度尺上读取力臂.根据“右高右调,左高左调”的原则,杠杆右端高,应将杠杆右端的平衡螺母B向右调.因为影响杠杆平衡的因素有动力、阻力、动力臂、阻力臂四个因素,所以记录实验数据的表格中应有这四项内容,故①空处应填写“动力F1/N”,②空处应填写“阻力臂l2/m”,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知第2次实验中有4N×0.4m=8N×l2,则阻力臂l2=0.2m,第3次实验中有5N×l1=6N×0.25m,则动力臂l1=0.3m.
教师请一位同学演示用不同的方式推门的效果:①在门把手附近用力推门;②
知识拓展:
支点一定在杠杆上,而力臂不一定在杠杆上;动力和阻力的作用点都在杠杆上.
在门轴附近用力推门;③在同一位置沿不同的方向推门.并要求这位同学说出感受.
教师引导学生提出猜想:推门时需要的动力可能与动力臂的长短有关,动力臂越长,需要的动力可能越小.
例题2如图所示,一根木棒AB在O点被悬挂起来,AO=OC,在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码,木棒处于水平平衡.如果在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码,则木棒( )
A.绕O点顺时针方向转动
B.绕O点逆时针方向转动
C.仍保持平衡
D.平衡被破坏,转动方向不定
解析:由题意知,杠杆重心应在O点左侧,设一个钩码自重为G,杠杆重力的力臂为lO,杠杆重力为GO,AO=OC=l,则有:2G×AO+GO×lO=3G×OC,即2GL+GOlO=3Gl,所以GOlO=Gl;两边再各加一个钩码后:左边=3G×AO+GOlO=3Gl+GOlO=3Gl+Gl=4Gl,右边=4G×OC=4Gl,因为两边力和力臂的乘积相等,所以杠杆平衡.
为了进一步了解杠杆,我们先来熟悉几个与杠杆有关的名词(教师用多媒体展示课件“杠杆的五要素、杠杆力臂的作法”,并进行讲解).
杠杆的五要素、杠杆力臂的作法(多媒体课件)
1.杠杆的五要素:(如下图)
(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,常用O表示.
(2)动力:使杠杆绕支点转动的力,常用F1表示.
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,常用F2表示.
2.培养学生探究合作交流的精神,以及在交流与讨论中所持的正确态度.
教重点
杠杆的平衡条件,杠杆的结构.
教具准备
准备多媒体课件.
教学难点
力臂的概念及画法,变形杠杆的分析
教学课时
1课时
课前预习
1.在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆.
2.杠杆绕着转动的固定点叫做支点,使杠杆转动的力叫动力,阻碍杠转动的力叫阻力,支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线的距离叫阻力臂.
(4)用花括号或两端带箭头的线段标出支点到垂足的距离,写上相应的符号(l1或l2),即为该力的力臂.
例题1(用多媒体展示)如图甲所示,是一个Z形杠杆,请在图中画出力F对支点O的力臂l.
解析:作力臂的步骤是:①找支点;②找力的作用线,即过力的作用点沿力的方向画一条直线(有的在图中已经标出力的方向);③过支点作力的作用线的垂线段,标上垂足;④标上反向箭头或用花括号括起来,并在其旁边写上l1或l2.
技能
1.认识杠杆,了解关于杠杆的五要素(支点、动力、阻、动臂、阻力臂).
.理解杠杆的平衡条件,并会进相关计算.
过程与
方法
1.通过观察和实验,了解杠杆的,具有一定的观察能、分析和概括能力.
2.经历探究杆平衡条件的过程,学习分析实验现象,寻数据间的规律,从中归纳出实验结论的一般方法.
情感、与价值观
1.关心活、生产中杠杆的应用.
.
【落红不是无情物,化作春泥更护花。出自龚自珍的《己亥杂诗·其五》
◆令公桃李满天下,何用堂前更种花。出自白居易的《奉和令公绿野堂种花》
◆随风潜入夜,润物细无声。出自杜甫的《春夜喜雨》
◆新竹高于旧竹枝,全凭老干为扶持。出自郑燮的《新竹》
◆教学目标】
1.在知识与技能方面:①认识杠杆、识别杠杆的类型,理解杠杆的平衡条件.②认识定滑轮、动滑轮,并能通过组装滑轮组改变力的大小和方向,解决简单的实际题.③理解有用功、额外功、总功和机械效率的概念,理解额外功产生的原因,知机械效率