人教版八年級(jí)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第1節(jié)《杠桿》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識(shí)杠桿，并能準(zhǔn)確找出支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂；能從常見的工具和簡(jiǎn)單機(jī)器中識(shí)別出杠桿；能對(duì)杠桿進(jìn)行分類，并能根據(jù)實(shí)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(jìn)行相關(guān)計(jì)算.【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】杠桿的五要素和平衡條件.【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】力臂的作圖、利用杠桿的平衡條件進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算.【自主預(yù)習(xí)】1．杠桿:在____的作用下，能繞________轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，叫做杠桿.2．杠桿的五要素：支點(diǎn)指杠桿可以繞其____的點(diǎn)O；動(dòng)力是使杠桿____的力F1；阻力是____杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2；動(dòng)力臂從支點(diǎn)O到動(dòng)力F1____的距離L1；阻力臂是從支點(diǎn)到O阻力F2____的距離L2.3．杠桿的平衡條件是____________，它的物理表達(dá)式是________.4．常用的剪指刀是____杠桿，這類杠桿的特點(diǎn)是動(dòng)力臂L1____阻力臂L2，平衡時(shí)動(dòng)力F1小于阻力F2使用它可以____，即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力；夾砝碼的鑷子是____杠桿，特點(diǎn)是動(dòng)力臂L1____阻力臂L2，平衡時(shí)動(dòng)力F1大于阻力F2，使用它時(shí)可以省____；實(shí)驗(yàn)室常用的托盤天平是____杠桿.這類杠桿的動(dòng)力臂L1____阻力臂L2，平衡時(shí)動(dòng)力F1等于阻力F2，工作時(shí)既不省____也不____力.【探究新知】探究點(diǎn)一杠桿（一）杠桿的定義1.活動(dòng)：=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(shí)有什么共同點(diǎn)？共同特征：=1\*GB3①受_____的作用；=2\*GB3②繞_____轉(zhuǎn)動(dòng)；=3\*GB3③比較堅(jiān)硬2.杠桿的概念：在_____的作用下，能繞_____轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，叫做杠桿.3.分別找出圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)（支點(diǎn)）.（二）杠桿的五要素1.自主學(xué)習(xí)，閱讀課本：什么是杠桿的五要素.（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的_____O.（2）動(dòng)力：使杠桿_____的力F1.（3）阻力：_____杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2.（4）動(dòng)力臂：支點(diǎn)到動(dòng)力_____的距離l1.（5）阻力臂：支點(diǎn)到阻力_____的距離l2.點(diǎn)撥：=1\*GB3①“力的作用線”是指過力的作用點(diǎn)沿力的方向所畫的直線；力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，不是支點(diǎn)到作用點(diǎn)的距離；力臂不一定在杠桿上（如圖中l(wèi)1、l2）；若力的作用線過支點(diǎn)，則力臂為0.=2\*GB3②支點(diǎn)：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(diǎn)位置可能改變.=3\*GB3③動(dòng)力與阻力：作用點(diǎn)都在杠桿上；分別使杠桿向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力和阻力是相對(duì)的，一般把人對(duì)杠桿施加的作用力稱為動(dòng)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(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，A處用繩子拉住固定在墻壁上，B處懸掛重物.請(qǐng)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(dòng)力臂和阻力臂的畫法.一找（找準(zhǔn)支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力作用點(diǎn)）；二畫（畫出力的作用線）；三引（引垂線）；四標(biāo)（標(biāo)力臂――支點(diǎn)到垂足的距離）.探究點(diǎn)二杠桿的平衡條件1．杠桿平衡狀態(tài)：杠桿_____或_____轉(zhuǎn)動(dòng)（可以傾斜平衡）.小組合作學(xué)習(xí)：=1\*GB3①兩側(cè)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(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿水平平衡.掛鉤碼后，還能再調(diào)節(jié)平衡螺母嗎？.=4\*GB3④2.實(shí)驗(yàn)器材：杠桿、鉤碼、鐵架臺(tái)、彈簧測(cè)力計(jì).測(cè)量的物理量：動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）把杠桿安裝在支架上，調(diào)節(jié)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(shù)量的鉤碼，把支點(diǎn)右邊的鉤碼對(duì)杠桿的作用力當(dāng)作動(dòng)力F1，支點(diǎn)左邊的鉤碼對(duì)杠桿的作用力當(dāng)作阻力F2.調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡，將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂L1、阻力臂L2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中.（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡，再做幾次實(shí)驗(yàn).將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中.實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm1233.結(jié)論：杠桿平衡時(shí)，_______________，公式表示:__________.4.[想想議議]思考圖示的杠桿與實(shí)驗(yàn)中的杠桿有什么不同？.5.例題例題3據(jù)《杭州日?qǐng)?bào)》報(bào)道，2001年6月22日，在杭州動(dòng)物園內(nèi)，一位物理老師利用杠桿原理，僅用小小的彈簧測(cè)力計(jì)就測(cè)出了一頭大象的質(zhì)量（如圖所示）.測(cè)量時(shí)利用了一根長(zhǎng)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(diǎn)O.當(dāng)槽鋼水平靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1為200N.測(cè)得L1為6m，L2為4cm.若不計(jì)鐵籠的質(zhì)量，請(qǐng)估算大象的質(zhì)量.g取10N/kg.例題4身高1.7米，質(zhì)量為50千克的小明同學(xué)做俯臥撐運(yùn)動(dòng)，此時(shí)將他視為一個(gè)杠桿如圖所示，他的重心在A點(diǎn)，g=10N/kg,則：（1）他的重力為多少牛？（2）若他將身體撐起，地面對(duì)手的作用力至少要多大？探究點(diǎn)三生活中的杠桿小組合作學(xué)習(xí)：仔細(xì)觀察下面三種杠桿，請(qǐng)仔細(xì)觀察，它的動(dòng)力臂和阻力臂，哪個(gè)更長(zhǎng)呢？使用該杠桿省力還是費(fèi)力？甲乙丙1.圖甲的特點(diǎn)是：動(dòng)力臂_____阻力臂，平衡時(shí)動(dòng)力_____阻力.用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力，屬于_____杠桿.2.圖乙的特點(diǎn)是：動(dòng)力臂_____阻力臂，平衡時(shí)動(dòng)力_____阻力.動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)較小的距離就可以使阻力作用點(diǎn)移動(dòng)較大的距離，屬于_____杠桿.3.圖丙的特點(diǎn)是：動(dòng)力臂_____阻力臂，平衡時(shí)動(dòng)力_____阻力.這樣的杠桿既不_____力也不_____力，屬于_____杠桿.【當(dāng)堂練習(xí)】1.如圖所示，正在使用的四種工具，屬于費(fèi)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?cè)趧趧?dòng)中應(yīng)用杠桿原理的工具.如圖所示是工人利用撬棒撬動(dòng)大石頭的情景，撬棒上O點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn).下列分析正確的是（）A．此時(shí)撬棒為等臂杠桿 B．應(yīng)用此撬棒的主要目的是省力 C．力F的作用點(diǎn)靠近O點(diǎn)會(huì)更省力 D．應(yīng)用此撬棒的主要目的是省距離3.“節(jié)約用水，人人有責(zé)”，我們應(yīng)養(yǎng)成隨手關(guān)閉水龍頭的好習(xí)慣.水龍頭手柄可視為如圖所示杠桿，O為支點(diǎn)，F(xiàn)為阻力，分別沿a、b、c、d方向關(guān)閉水龍頭，其中最省力的是（）A．a(chǎn)B．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(cè)各減掉一個(gè)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(shí)，有如圖所示的三種情形.你認(rèn)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(diǎn)，請(qǐng)作出物體M所受重力的示意圖和動(dòng)力F的力臂L.7.如圖，作出使杠桿平衡的最小動(dòng)力F1.8.如圖所示，O為杠桿的支點(diǎn)，OB=50cm,OA=30cm，在A點(diǎn)所掛物體質(zhì)量為6kg，在B點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的力F，不計(jì)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(shí)拉力F；【課后反思】本節(jié)課學(xué)習(xí)中，你有哪些收獲，還有哪些不足，有什么體會(huì)..參考答案【自主預(yù)習(xí)】1.力固定點(diǎn)2.轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙作用線作用線3動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂F1L1=F2L24．省力大于省力費(fèi)力小于距離等臂等于力費(fèi)【探究新知】探究點(diǎn)一杠桿（一）1.=1\*GB3①力=2\*GB3②固定點(diǎn)2.力固定點(diǎn)3.如圖所示（二）1.（1）固定點(diǎn)（2）轉(zhuǎn)動(dòng)（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(diǎn)二杠桿的平衡條件1．靜止勻速=1\*GB3①調(diào)節(jié)杠桿的平衡.=2\*GB3②一是使杠桿的重心在支點(diǎn)，以消除杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響.二是便于直接讀出力臂.=3\*GB3③掛鉤碼后，不能再調(diào)節(jié)平衡螺母.=4\*GB3④3.動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂F1L1=F2L24.實(shí)驗(yàn)中動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)的兩側(cè)，圖中動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)的同側(cè).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(zhì)量為：m==3×103kg=3t.例題4（1）500N（2）300N解析：（1）小明同學(xué)的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N；（2）由圖可知，O為支點(diǎn)，動(dòng)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(duì)手的作用力至少要300N.探究點(diǎn)三生活中的杠桿1.大于小于省力2.小于大