【學(xué)案一】9.1杠桿

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1、9.1杠桿學(xué)習(xí)要求1.知識與技能（1）通過觀察生活和生產(chǎn)勞動中的各種杠桿，提取出共同的特征，并能在杠桿上確認(rèn)動力、阻力、支點、動力臂、阻力臂；（2）能根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對杠桿的使用、特點以及作用效果等進(jìn)行分類.2.過程與方法通過參與科學(xué)探究活動，能對杠桿平衡條件進(jìn)行猜想與假設(shè)，并設(shè)計出驗證方案，對獲得的信息進(jìn)行處理，得出杠桿平衡條件.3.情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)生探索杠桿在日常生活中應(yīng)用的興趣.通過了解我國勞動人民對杠桿的研究和應(yīng)用，激發(fā)對祖國古代文明的自豪感，更加熱愛祖國.二、整體感知杠桿[來源:www.shulihua.net][來源:www.shulihua.netww

2、w.shulihua.net]平衡條件[來源:www.shulihua.net]動力×動力臂=阻力×阻力臂，即[來源:www.shulihua.net]F1L1=F2L2分類省力杠桿當(dāng)L1＞L2時，F(xiàn)1＜F2，省力但費(fèi)距離費(fèi)力杠桿當(dāng)L1＞L2時F1＞F2，費(fèi)力但省距離等臂杠桿當(dāng)L1=L2時F1=F2，不省力也不費(fèi)力，不省距離也不費(fèi)距離三、相關(guān)知識阿基米德發(fā)現(xiàn)杠桿原理人們從遠(yuǎn)古時代起就懂得巧妙地利用杠桿.在埃及造金字塔的時候，奴隸們就利用杠桿把沉重的石塊撬起.造船工人用杠桿架設(shè)桅桿，人們用汲水吊桿從井里取水.杠桿為什么有如此妙用呢？當(dāng)時，有人認(rèn)為這是“魔性”.阿基米德卻不相

3、信這一點，他堅信，自然界中的現(xiàn)象，總有自然的原因來解釋，杠桿作用也有它自然的原因.他經(jīng)過反復(fù)觀察、實驗和計算，終于確立了杠桿的平衡定律，就是“力臂和力成反比例”.他還推斷，只要能夠取得適當(dāng)?shù)母軛U長度，任何重量都可以用很小的力量舉起來.他還曾經(jīng)說過這樣的豪言壯語：“給我一個支點，我就能撬起地球.”當(dāng)時，阿基米德所在敘拉古王國的國王認(rèn)定阿基米德是在吹牛.恰好，國王遇到了難題，他替埃及國王造了一艘大船，但動員了全城的人，也無法把船推下水，于是，國王想考驗這位吹牛者.阿基米德利用杠桿、滑輪的原理設(shè)計制造了一套巧妙的機(jī)械，準(zhǔn)備好后，他把一根粗繩一端交給國王，國王只輕輕一拉，大船便慢

4、慢地移動起來，順利地滑下了水.國王驚奇不已，向全國發(fā)出布告：“從此以后，無論阿基米德講什么，都要相信他……”四、學(xué)法點撥要把機(jī)械或工具中是杠桿的部分用直線（或曲線）畫出，確定支點，畫出動力和阻力，作用點都在杠桿上，如果動力是使杠桿朝順時針方向旋轉(zhuǎn)，那么就把使杠桿向逆時針方向轉(zhuǎn)的力叫阻力，如果不只一個動力（或阻力），那就都應(yīng)畫上，標(biāo)明作用點和方向，然后就是畫力臂（支點到力的作用線的距離），最后列出平衡條件的方程，并求解.教材知識全解一、什么是杠桿探究：通過觀察抽水機(jī)手柄，蹺蹺板、剪刀、板子、撬棒等實例，了解杠桿的特點.杠桿的定義：一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點轉(zhuǎn)動，

5、這根硬棒就叫杠桿.注意一根硬棒能成為杠桿，應(yīng)具備兩個條件：（1）要有力的作用；（2）能繞某固定點轉(zhuǎn)動.兩個條件缺一不可.例如：瓶蓋起子在沒有使用時就不能稱為杠桿.杠桿的形狀可以是直的，也可以是彎的，但必須是硬的.支點可以在杠桿的一端，也可以在杠桿上的其他位置。想想議議杠桿一定是直的嗎？二、杠桿力臂的畫法杠桿的五要素，是學(xué)習(xí)杠桿的基礎(chǔ)，要學(xué)習(xí)好杠桿必須明確五要素的確切位置.如圖9-1-1所示.①支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，用“O”表示.②動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F1”表示.③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F2”表示.注意不論動力還是阻力，杠桿都是受力物體，作用于杠桿的物體都

6、是施力物體.④動力臂：從支點到動力作用線的距離，用“L1”表示.⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用“L2”表示.要正確畫出杠桿上各力的力臂，首先要明確力臂的概念，力臂是從支點到力的作用線的垂直距離，是解決杠桿問題的關(guān)鍵.再按下述步驟完成即可.①首先在杠桿的示意圖上，確定支點O.②畫好動力作用線及阻力作用線，畫的時候要用虛線將力的作用線延長.③再從支點O向力的作用線引垂線，畫出垂足，則從支點到垂足的距離就是力臂，力臂用虛線（或?qū)嵕€）表示并用大括號勾出，在旁邊標(biāo)上字母L1或L2分別表示動力臂或阻力臂.注意力臂的畫法，可以用下面簡單的順口溜記住：一找點，二畫線，三作垂線段.

7、想想議議動力臂L1與阻力臂L2之和一定等于杠桿的長度嗎？三、杠桿的平衡條件（即杠桿原理）探究：提出問題：杠桿的平衡條件猜想與假說：杠桿要平衡，可能動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂，也可能動力加動力臂等于阻力加阻力臂，也可能……進(jìn)行實驗：器材：杠桿和支架（圖9-1-2）、鉤碼、尺、線圖9-1-2研究杠桿的平衡條件步驟：1.調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡.2.照圖9-1-2那樣，在杠桿兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡.這時杠桿兩邊受到鉤碼的作用力都等于鉤碼重.把支點右方的鉤碼重當(dāng)作動力F1