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第十二章简单机械1.杠杆第1课时【学习目标】1．能从常见的工具和简单机械中识别杠杆2．能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置。3．能准确画出动力臂与阻力臂。【知识链接】一个支点举起地球（一）阿基米德对于机械的研究源自于他在亚历山卓城求学时期。有一天阿基米德在久旱的尼罗河边散步，看到农民提水浇地相当费力，经过思考之后他发明了一种利用螺旋作用在水管里旋转而把水吸上来的工具，后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”，埃及一直到二千年后的现在，还有人使用这种器械。这个工具成了后来螺旋推进器的先祖。当时的欧洲，在工程和日常生活中，经常使用一些简单机械，譬如：螺丝、滑车、杠杆、齿轮等，阿基米德花了许多时间去研究，发现了“杠杆原理”和“力矩”的观念，对于经常使用工具制作机械的阿基米德而言，将理论运用到实际的生活上是轻而易举的。他自己曾说给他一个支点，他可以举起整个地球。（不过这只是比喻）。【学法指导】1．杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。2．动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上，但力臂不一定在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反3．画力臂方法：⑴找支点O；⑵画力的作用线(虚线)；⑶画力臂(虚线，过支点垂直力的作用线作垂线)；⑷标力臂(大括号)。（简记：一找点、二画线、三作垂线、四标力臂）【温故知新】1．力的三要素是指、、。2．平衡状态是指物体处于或。3．重力的计算公式是：，重力的方向。【探究新知】一、自主预习1．我们周围有各种各样的机械，有的机械简单，有的机械复杂，不管机械是多么复杂，都可以从中找到构成它们的基本元素：、、。自学课本P76-77杠杆部分，完成下列问题：2．定义：一根，在力的作用下能够饶着转动，这样的就是杠杆。3．杠杆的五要素：（1）支点：；用符号表示；(2)动力：杠杆转动的力；用符号表示；（3）阻力：；用符号表示；（4）动力臂：从到的距离；用符号表示；（5）阻力臂：从到的距离；用符号表示。二、合作探究（一）认识杠杆1．农民用的扁担，放在地面上，它是杠杆吗？一硬棒是杠杆必须满足什么条件，杠杆一定是直的吗？举例说明。2．请同学们讨论，生活中哪些物品在使用时利用了杠杆，哪部分利用了杠杆？你能否举出一些杠杆例子？（二）杠杆的五要素3．请同学模拟我们祖先建造咸阳宫时利用硬木棒搬动巨大的石块、木头等重物，,如图12-1-1，认识支点O、动力F1．动力臂L1．阻力F2．阻力臂L2。4．在图12-1-2中,要把石块撬起来,你有几种方法，在图中画出不同方法的动力方向和支点位置，并画出动力臂。5．画出图12-1-3中的动力臂和阻力臂。6．你能总结一下做力臂的步骤吗①。②。③。④。7．老虎钳（如图12-1-4）是由几个杠杆组成的？试着找出它的支点、动力、阻力。8．举例讨论：①动力、阻力的作用点在哪？②动力、阻力的方向有什么规律？③动力臂阻图12-1-1图12-1-2图12-1-3图12-1-1图12-1-4力臂都在杠杆上吗？【达标检测】一、基础训练1．判断下列说法是否正确（1）一根硬棒就是杠杆（）（2）杠杆可以是直的、弯的或者其他形状的（）（3）在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆（）（4）动力、阻力只能分别作用在杠杆支点的两侧（）2．关于力臂，下面说法中正确的是（）A.支点到动力作用点之间的距离叫做动力臂B.支点到动力作用线的距离叫做动力臂C.力臂一定在杠杆上D.力臂的大小不可能为零3．如图12-1-5下列测量工具没有利用杠杆的是（）A．弹簧测力计B．杆秤C．台秤D．托盘天平4．图12-1-6是用“瓶起子”起瓶盖的示意图。请画出动力F1对支点0的力臂，并画出阻力的示意图.5．如图12-1-7所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂l2；二、提高能力6．如图12-1-8，杠杆OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平位置平衡，画出力F的力臂L。图12-1-6图12-1-7图12-1-5图12-1-9图12-1-87．如图12-1-9所示的裁纸刀，O为支点，画出动力F的力臂L。8．在图12-1-10中：①标出支点O的位置；②画出作用在撬棍上的力F1的力臂。9．如图12-1-11所示，用力F把球滚上台阶，在图中找出支点位置并画出动力臂和阻力臂。【学案整理】1.杠杆第2课时【学习目标】1．知道杠杆的平衡条件及杠杆的一些应用。2．能按省力、费力对杠杆进行分类；3．会探究杠杆的平衡条件会用杠杆的平衡条件解有关问题。【知识链接】一个支点举起地球（二）刚好海维隆王又遇到了一个棘手的问题：国王替埃及托勒密王造了一艘船，因为太大太重，船无法放进海里，国王就对阿基米德说，“你连地球都举得起来，一艘船放进海里应该没问题吧？”于是阿基米德立刻巧妙地组合各种机械，造出一架机具，在一切准备妥当后，将牵引机具的绳子交给国王，国王轻轻一拉，大船果然移动下水，国王不得不为阿基米德的天才所折服。从这个历史记载的故事里我们可以明显的知道，阿基米德极可能是当时全世界对于机械的原理与运用，了解最透彻的人。【学法指导】分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。)图12-1-10F2F1FG图12-1-11【温故知新】1．杠杆的五要素是指、、、、。2．物体的平衡状态是指物体处于状态或状态。【探究新知】一、自主预习1．杠杆平衡是指杠杆处于状态或状态。2．通过阅读，你认为杠杆平衡条件是：。3．学生自学课本P79页生活中的杠杆部分，并把前面接触到的杠杆分类。杠杆可以分为三类：一是杠杆：这类杠杆的比长，它能省，却费。我知道的这类杠杆有。二是杠杆：这类杠杆的比短，它能省，却费。我知道的这类杠杆有。三是杠杆：这类杠杆的和相等，它不能省，也不费。这类杠杆的主要代表是。二、合作探究1．探究杠杆的平衡条件①实验器材。②设计实验③进行实验A．把杠杆用细线挂在铁架台上，调节两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡。思考：使杠杆在水平位置平衡的目的。若杠杆的右端高则平衡螺母应该向调。B．给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡。这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重力。把支点右边的钩码重力当做动力F1，支点左边的钩码重力当做阻力F2，量出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2，把数据填入表中。C．改变钩码重个数和位置，再做两次实验，把数据填入表中。实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m123④分析表中的数据可以得出杠杆的平衡条件思考：实验过程中我们反复多次对杠杆的平衡条件进行探究，得出结论。这样做的目的是。检测：在如图12-1-12所示的实验装置中：（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆左边下倾，这时可以将杠杆右端的螺母向边旋一些，使杠杆水平平衡。（2）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上的点是等间距的，当图12-1-12在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆水平平衡？请设计出两种方案。①；②。2．生活中的杠杆（1）你见过图12-1-13各种工具吗？把它们的哪部分看作杠杆？分别画出它们的动力臂、阻力臂。(2)比较以上杠杆中的动力、动力臂的大小，学习三种类型的杠杆杠杆类型结构特征特点应用举例省力杠杆L1L2，F1F2省力、费距离撬棒、铡刀、羊角锤、、。费力杠杆L1L2，F1F2____、省距离缝纫机踏板、起重臂、、、______等臂杠杆L1=L2，F1F2既不_____、也不_____________（3）如图12-1-14，分析指甲剪刀有几个杠杆，分别是什么杠杆。图12-1-14F2F2图12-1-13【达标检测】一、基础训练1.在做“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在如图12-1-15所示位置平衡，则右侧虚线框内悬挂了_________个钩码。2.图12-1-16是生活中常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（填写字母符号），其中属于费力杠杆的是（填写字母符号）。3．图12-1-17是人抬独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个杠杆（选填“省力”或“费力”）；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N，抬起车把的力F为N。4．利用杠杆投掷石球，如图12-1-18，作用在A点的力沿时最小.已知石球重100N，OA：OB=1：4，则作用在A点力的最小值为(不计杠杆自重及摩擦).5．如图12-1-19所示的各类杠杆中，属于省距离的是A.起子B.C.筷子D.钢丝钳6．如图12-1-20所示，在已调节水平位置平衡的杠杆的左边挂一个钩码，下列操作中能使杠杆在水平位置重新平衡的是()图12-1-15图12-1-16A．钓鱼竿B．道钉撬C．筷子D．钢丝图12-1-17图12-1-18图12-1-19A．在位置2挂6个相同的钩码B．在位置4挂2个相同的钩码C．在位置4挂4个相同的钩码D．在位置6挂2个相同的钩码二、提高能力7．如图12-1-21所示，是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是()A．ABC是一个省力杠杆B．D处刀刃较薄，可以增大压力C．杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦D．指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆8．如图12-1-22所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码，则（）A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．无法判断9．在探究“杠杆平衡条件”的实验中：（1）某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向调节，使杠杆在位置平衡。（2）在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如下表：实验次序动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm12.051.01022.0102.01033.0102.015根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是：。（3）根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是：动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂。他得出此错误结论的原因是：。【学案整理】图12-1-20图12-1-21图12-1-22