杠桿（一）
教學(xué)目標(biāo)：
知識(shí)與技能：
（1）知道什么是杠桿；
�。�2）理解支點(diǎn)、阻力、阻力臂、動(dòng)力、動(dòng)力臂。
過程與方法：通過舉例認(rèn)識(shí)杠桿，會(huì)分析杠桿的幾個(gè)概念。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀：體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，了解杠桿在生活中的應(yīng)用。
教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)杠桿。
教學(xué)過程：
一、引入新課
通過浮力的學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)知道了阿基米德是古希臘偉大的科學(xué)家，他在物理學(xué)方面的主要貢獻(xiàn)有兩項(xiàng)：浮力問題與杠桿平衡問題。阿基米德有句名言：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球。”
置疑：阿基米德說這句話的根據(jù)是什么 ? 你認(rèn)為這可能嗎？
阿基米德用來撬動(dòng)地球的工具就是杠桿，也就是這節(jié)課要研究的問題。
二、杠桿
1、認(rèn)識(shí)杠桿
要求學(xué)生觀察書上圖12－2－3：生活中的常見的杠桿。
要求學(xué)生舉出其他生活中的杠桿。
進(jìn)行討論，找出圖中杠桿的共同特征——都繞一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
教師出示羊角錘，分析使用時(shí)有一固定點(diǎn)。
要求學(xué)生分析其余杠桿的固定點(diǎn)。
得到杠桿概念：在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬桿，叫杠桿。
“硬桿”指在力作用下不易發(fā)生形變的受力的桿狀物體，可以是直的也可是彎的，形狀也可以是各種各樣，可是方的、圓的等。
要求學(xué)生再舉其他例子。
例如：用來擰螺母的扳手可以使我們輕易地將螺母擰緊或擰松。
訂書機(jī)可以很方便地把紙裝訂在一起。
2、與杠桿有關(guān)的概念
首先認(rèn)識(shí)杠桿的幾個(gè)概念
支點(diǎn) ( O ) ：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。
動(dòng)力 ( F1 ) ：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。
阻力 ( F2 ) ：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。
動(dòng)力臂 ( Ｌ1 ) ：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。
阻力臂 ( Ｌ2 ) ：支點(diǎn)到阻力作用線的距離
力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，作力臂的步驟：（ 1 ）找準(zhǔn)支點(diǎn)；（ 2 ）沿力的方向作出力的作用線；（ 3 ）從支點(diǎn)向力的作用線畫垂線；（ 4 ）標(biāo)出力臂。
教師舉杠桿撬球的例子分析五個(gè)概念。
畫出杠桿撬球中的各種物理量。
支點(diǎn)是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，在分析支點(diǎn)時(shí)，我們可以假想杠桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿圍繞哪一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，哪一點(diǎn)就是支點(diǎn)。如圖所示，我們假設(shè)杠桿在動(dòng)力作用下做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其中 O 點(diǎn)是不動(dòng)的，所以 O 點(diǎn)就是支點(diǎn)。
力的作用線就是從力在杠桿上的作用點(diǎn)起，沿力的方向所畫的直線，如圖所示，動(dòng)力的作用線是從 A 點(diǎn)起沿 F1 方向的直線。
從支點(diǎn) O 向動(dòng)力 F1 的作用線所畫的垂線就是動(dòng)力臂Ｌ1 ，從支點(diǎn)O 向阻力F2 的作用線所畫的垂線就是阻力臂Ｌ2 了。畫力臂實(shí)際上就是作一個(gè)點(diǎn)到一條線的垂線，只要把平面幾何中作“點(diǎn)到直線的距離”的方法遷移過來，就不難解決力臂作法這一難點(diǎn)。
必須明確：力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，如圖所示中，不能把 OA 和 OB 作為動(dòng)力臂和阻力臂。
例題： 在黑板上畫出各杠桿的示意圖，畫出它們的支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力。
如：鍘刀、瓶蓋起子、獨(dú)輪車、鐵鍬等。
由4名學(xué)生分別畫出它們的動(dòng)力臂和阻力臂，巡回指導(dǎo)，后進(jìn)行講評(píng)。
可選擇分析一些實(shí)際杠桿，如：抽水機(jī)、汽車剎車踏板、胳膊、縫紉機(jī)踏板等。
三、課堂小結(jié)
認(rèn)識(shí)杠桿，并介紹了杠桿的幾個(gè)重要概念，學(xué)會(huì)分析生活中的杠桿。
四、實(shí)踐活動(dòng)
注意觀察生活中有哪些杠桿，試著分析它們的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。
五、板書：
第一節(jié) 杠桿（一）
杠桿：1 、杠桿：在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬桿，叫杠桿。
2 、杠桿的幾個(gè)概念：
支點(diǎn) ( O ) ：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。
動(dòng)力 ( F1 ) ：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。
阻力 ( F2 ) ：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。
動(dòng)力臂 ( Ｌ1 ) ：支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。
阻力臂 ( Ｌ2 ) ：支點(diǎn)到阻力作用線的距離。
杠桿（二）
教學(xué)目標(biāo)：
知識(shí)與技能：
１、知道杠桿平衡的條件；
２、能根據(jù)實(shí)際需要正確選擇和使用杠桿。
過程與方法：經(jīng)歷“探究杠桿平衡條件”的過程。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀：體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，了解杠桿在生活中的應(yīng)用。
教學(xué)重難點(diǎn)：探究杠桿平衡條件。
教學(xué)器材：桿秤
分組實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺(tái)、杠桿、鉤碼等
教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法。
教學(xué)過程：
一、 杠桿的原理
出示桿秤，對(duì)桿秤進(jìn)行分析，畫出支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。
使用桿秤稱水果，要求稱不等量的水果，請(qǐng)一位學(xué)生上來演示。
置疑：
你為什么要這樣稱 ?
對(duì)，我們要使杠桿達(dá)到平衡。
杠桿的平衡與哪些因素有關(guān)，有什么樣的關(guān)系 ?
與動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂有關(guān)。
畫力臂的步驟為：第一：在杠桿示意圖上，確定支點(diǎn)，將力的作用線用虛線延長(zhǎng)；第二：從支點(diǎn)O向力的作用線做垂線，畫出垂足，則支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂；第三：要用虛線畫力臂，支點(diǎn)到垂足用字母表示出來。
二、實(shí)驗(yàn)探究
通過實(shí)驗(yàn)探究，得到確定的關(guān)系。
每2人一組實(shí)驗(yàn)，要求討論如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
步驟如下：
(1) 將杠桿掛在鐵架臺(tái)上，觀察是否在水平位置平衡 ( 靜止 ) ；若不是，可調(diào)節(jié)平衡螺母，使之水平平衡。
開始實(shí)驗(yàn)，完成探究任務(wù)。
老師在學(xué)生探究過程中進(jìn)行巡視，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)提出，讓學(xué)生自己去分析、解決問題。
完成實(shí)驗(yàn)后，任意選擇五組，請(qǐng)組中作記錄的學(xué)生將結(jié)果投影到屏幕上。
將五組中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)任意各取一組填入表格中，討論可得到什么結(jié)論 ( 杠桿平衡的條件 ) 。
教師可提出各種猜想，加減乘除關(guān)系都可。
可能有學(xué)生得到其他關(guān)系式，但不適合所有數(shù)據(jù)，因此它不是杠桿平衡條件。
【課堂練習(xí)】
1．畫出下圖中 F＇和 F＂的力臂，并比較杠桿平衡時(shí) F'
與 F＂的大小．
2．下圖所示杠桿，OA 長(zhǎng)20cm，AB 長(zhǎng)60cm，現(xiàn)在 A 處掛一重200N的物體，若使 B 處的彈簧秤示數(shù)小，彈簧秤的方向怎樣？彈簧秤的示數(shù)是多少？
三、杠桿的分類
由杠桿的平衡關(guān)系，可以得到當(dāng)力不等時(shí)，對(duì)應(yīng)的力臂也不等�？蓪⒏軛U分為三類：
杠桿類型 省力杠桿 費(fèi)力杠桿 等臂杠桿
力臂的大小關(guān)系 L１> L２ L１< L２ L１ = L２
力的大小關(guān)系 F1 < F２ F1 > F２ F1 = F２
力的作用點(diǎn)移動(dòng)距離的大小關(guān)系 s1 > s ２
費(fèi)距離 s1 < s ２
省距離 ｓ1 = ｓ２
分析中提出相關(guān)問題：省力、費(fèi)力是誰(shuí)相對(duì)誰(shuí)而言？省距離、費(fèi)距離的含義是什么？
舉例分析：從撬棒撬石頭分析費(fèi)距離的含義。
所謂省距離或費(fèi)距離指的是動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離ｓ１ ，相對(duì)于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)距離ｓ2 而言的。杠桿平衡條件說明，當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)，動(dòng)力小于阻力是省力杠桿。如圖所示，當(dāng)動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng) ｓ1 距離時(shí)，阻力作用點(diǎn)移動(dòng)ｓ2 距離，且ｓ1 >ｓ2 ，因此使用撬棒撬石頭省力而費(fèi)距離。
要求學(xué)生舉例，并進(jìn)行分類。
四、課堂小結(jié)
杠桿的平衡條件 F1Ｌ1 ＝ F2Ｌ2；
杠桿的分類：省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿。
五、實(shí)踐活動(dòng)
1. 通過探究，你能理解阿基米德的名言嗎? 請(qǐng)就此寫一篇短文。
2. 用杠桿知識(shí)分析、理解天平的原理和調(diào)整過程。
六、板書
第一節(jié) 杠桿（一）
杠桿平衡的條件：
動(dòng)力×動(dòng)力臂 = 阻力×阻力臂
F1Ｌ1 ＝ F2Ｌ2
滑輪
教學(xué)目標(biāo)：
知識(shí)與技能：
使學(xué)生借助已有知識(shí)：理解滑輪的原理 , 知道滑輪的作用。
過程與方法：
由問題的提出、猜測(cè)、經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究 , 使學(xué)生親身經(jīng)歷物理問題的研究過程。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀：
體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣 , 學(xué)習(xí)科學(xué)的探究方法 , 從而領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神 , 培養(yǎng)抽象思維和論證問題的能力。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集 , 培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的操作態(tài)度及科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。
教學(xué)重點(diǎn)：定滑輪、動(dòng)滑輪的作用。
教學(xué)器材：定滑輪、繩子、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)
分組實(shí)驗(yàn)器具：動(dòng)滑輪、繩子、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)、刻度板
教學(xué)方法：采用實(shí)驗(yàn)探究、討論歸納的方法。
教學(xué)過程：
一、復(fù)習(xí)提問
1．杠桿有哪三種？各有什么特點(diǎn)？舉例說明。
2．剪鐵用的剪刀和鑷子是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿？
教師出示實(shí)物并進(jìn)行演示，并畫出這兩個(gè)杠桿的示意圖。要求學(xué)生正確畫出它們的力臂，講清道理，說明結(jié)論。
剪鐵用剪刀和鑷子兩杠桿示意圖如圖所示。
二、新課引入
教師先舉一個(gè)滑輪的實(shí)例，再要求學(xué)生舉滑輪的例子，根據(jù)使用時(shí)滑輪的不同情況進(jìn)行分類（即按定滑輪和動(dòng)滑輪分類）。
提問它們的特點(diǎn)是什么，由此給出定義：滑輪是一個(gè)周邊有槽、并可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。
教師給出滑輪的分類。
滑輪有兩種：定滑輪和動(dòng)滑輪。使用時(shí)滑輪的位置固定不變的叫做定滑輪，使用時(shí)滑輪的位置跟被拉動(dòng)的物體一起運(yùn)動(dòng)的叫做動(dòng)滑輪。
再舉些滑輪實(shí)例，可連接錄像。
1、定滑輪
觀察定滑輪。定滑輪工作時(shí)，它的軸固定不動(dòng)。
舉例：如旗桿頂部的裝置為定滑輪。
(2) 提問：使用定滑輪有什么特點(diǎn)？ 演示實(shí)驗(yàn)：
�、� 稱量鉤碼的重力；
�、� 演示如圖所示的實(shí)驗(yàn)，勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，物體上升，拉力的方向改變，但彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，特點(diǎn)是 G ＝ F 。使用定滑輪吊起物體時(shí)，可以改變力的作用方向，達(dá)到操作方便的目的。
提問：使用定滑輪不能省力，那么能否省距離？能否省功？
按照下圖進(jìn)行演示。使學(xué)生清楚地看到：“動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離 s 與物體上升高度 h 相等，使用定滑輪不能省力，也不能省距離�！� 由此得出使用定滑輪不能省功。
2、動(dòng)滑輪
(1) 教師邊講邊演示動(dòng)滑輪提升重物。
要求學(xué)生討論分析，此時(shí)提起重物使用的滑輪與剛才演示實(shí)驗(yàn)使用的定滑輪有何不同點(diǎn)？
教師在學(xué)生討論后小結(jié)：動(dòng)滑輪工作時(shí)，軸和重物一起移動(dòng)。另外用力方向也不同，用定滑輪時(shí)拉力方向是向下的，使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)拉力的方向是向上的。
(2) 提問：使用動(dòng)滑輪有什么好處？動(dòng)滑輪中繩的拉力和做功情況怎樣？ (3) 組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)，按課本實(shí)驗(yàn)探究，參照下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
由于研究定滑輪時(shí)教師已演示過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟。
說明：重物用 2 個(gè)鉤碼表示，有利于分析數(shù)據(jù)。用彈簧秤測(cè)出鉤碼重。讀取彈簧秤的示數(shù)時(shí)，跨過動(dòng)滑輪的兩條繩要豎直、平行。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)�！ W(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢后，教師請(qǐng)幾組學(xué)生分別將自己的一組數(shù)據(jù)填到教材中的表格中，分析學(xué)生數(shù)據(jù)。
(4) 總結(jié)：
使用動(dòng)滑輪提升鉤碼，彈簧秤的示數(shù)約是鉤碼重的二分之一。
兩根繩子吊著重物和滑輪，這兩根繩子的力之和約等于鉤碼的重力，符合平衡力的原理。
動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離ｓ是物體上升高度 H 的 2 倍。
使用動(dòng)滑輪不能省功。
說明：在提升鉤碼的過程中也把動(dòng)滑輪提升起來了，當(dāng)鉤碼重遠(yuǎn)大于動(dòng)滑輪重時(shí)，動(dòng)滑輪才可忽略不計(jì)，從而得出使用動(dòng)滑輪可以省一半力的結(jié)論。
三、課堂小結(jié)：認(rèn)識(shí)定滑輪、動(dòng)滑輪。
四、實(shí)踐活動(dòng) 建議：“發(fā)展空間”中的“我的設(shè)計(jì)”。
五、板書
第二節(jié) 滑輪
一、 定滑輪
1． 滑輪的位置固定不變。
2． 不省力 , 可以改變力的方向。
3． 使用定滑輪不省功。
二、 動(dòng)滑輪
1． 滑輪的位置跟被拉動(dòng)的物體一起運(yùn)動(dòng)。
2． 可以省一半力 , 但不能改變用力方向。
3． 使用動(dòng)滑輪工作，不省功。
