第1节 杠杆
第2课时 杠杆的分类和综合运用
【教学目标】 一、知识与技能
1.能根据一定的标准对杠杆的使用、特点以及作用效果等进行分类. 2.知道生活中杠杆的一些应用,进一步巩固学习杠杆的相关知识. 二、过程与方法
1.能从常见的工具和机器中识别杠杆的种类,了解杠杆的应用.
2.学会分析实验现象,寻找数据间的规律,从中归纳出实验结论的一般方法. 三、情感、态度与价值观
关心生活生产及自然现象中杠杆的使用,乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆,培养利用杠杆方便自己工作的意识,认识科学探究中必须有合作精神.
【教学重点】杠杆的分类与识别.
【教学难点】能正确地在周围生活中发现和分析各种杠杆,具有利用杠杆方便自己工作的意识.
【教具准备】多媒体课件. 【教学课时】1课时 【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师播放古代中国人修建万里长城(如图甲)、古埃及人修建金字塔(如图乙)的画面,播放现代机械表、点焊机器人的画面.
教师引导学生思考:中国人修建万里长城、古埃及人建金字塔时都利用了杠杆,这些杠杆有什么特点,又有什么作用呢?
学生积极讨论并发言:我猜它们可以省力.
师:大家先不要着急,等我们学完这节课后,你就知道了. 【进行新课】 知识点1 杠杆的分类
教师实物演示:①用开瓶器开瓶盖;②用指甲钳剪指甲;③用羊角锤拔钉子;④用镊子夹砝码;⑤用筷子夹东西.
教师用多媒体展示其各自对应杠杆的示意图,引导学生对它们进行分类,并分析它们的动力臂与阻力臂的大小关系、动力和阻力的大小关系.
学生思考、讨论、交流,得出结论:
教师出示天平,引导学生分析得出天平的横梁属于杠杆,并画出天平杠杆的示意图.
教师提出问题:为什么当天平横梁平衡时m物=m码?
学生讨论、交流得出结论:是因为天平杠杆的特点是l左 =l右(等臂).由杠杆平衡条件F左×l左=F右×l右知:G物=G码.(让学生进一步理解天平的工作原理)
教师总结:天平是生活中常见的第三类杠杆——等臂杠杆,它的特点是:不省力也不省距离,l1=l2.
注意:生活中的其他质量工具虽然有的利用了杠杆原理,但却不是等臂杠杆,如杆秤和台秤,若把秤砣的重力作为动力,则它的横梁是一个省力杠杆.秤砣本身的质量一定小于砣面上标出的质量.
知识点2 杠杆的综合运用
教师引导学生回忆杠杆平衡条件的计算公式,并可通过适当的例题让学生理解杠杆的综合运用,并做一些巩固提升的练习题.
例题1 (用多媒体展示)人体内也存在杠杆.当人踮脚时是靠腓肠肌收缩,骨骼和腓肠肌状况如图所示,若某人重为500N且AO=2BO,则双脚同时踮起时,两只脚的腓肠肌的作用力是 N.
解析:本题考查人体结构中的杠杆,人踮脚时,重力位于力与支点O之间,小腿的腓肠肌是提起人体重的力,足的大部分形成杠杆,跖趾关节起支点的作用.本题的杠杆可简化为下图所示.
由于人是双脚同时踮起,则每只脚需要承担250N的重力,由于AO=2BO,由杠杆平衡条件可得
F支BO111??,F支=G??500N?125N . 144GAO22答案:125
例题2 (用多媒体展示)(易错题)如图所示,人的体重为600N,人用扁担所挑物重100N.不计杠杆重.CO=BO,则人肩头所受压力为 N,人对地面的压力为 N.
解析:要求人肩头所受的压力,即求人的肩头对扁担的支持力N,将扁担看作一根杠杆,以C点作为支点(注意:要分析人的肩头对扁担的支持力时,必须以C点作为支点,而不能以O点作为支点,若要求人对C点的作用力时,则应以O点为支点,分析不同的力时,选择的支点是不同的),以人的肩头对扁担的支持力N作为动力F1,重100N的物体的重力作为阻力F2,由CO=BO可得CO∶CB=1∶2,由杠杆平衡条件知F1/F2=N/G=l2 / l1=CB/CO=2/1,则N=2G=200N,值得注意的是,要求人对地面的压力时,不能误以为此时的压力为
200+600=800N,而应将人和物作为一个整体,地面受到人和物对它的压力,即N′=G人+G物=600N+100N=700N.(本题是一个难度稍大的综合题,它考查了力的平衡、杠杆平衡等相关知识,教师讲解时速度要放慢,帮助学生理解)
答案:200 700
【教师结束语】通过本节的学习,我们了解了杠杆可以分成三种:①省力杠杆(l1>l2,F1
课后作业
完成本课时对应练习.
1.在对杠杆进行分类时,教师可以举学生生活中熟悉的三种类型杠杆,如省力杠杆:钢丝钳,费力杠杆:筷子,等臂杠杆:天平,画出它们的示意图并让学生指出这三种杠杆的支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂.作杠杆示意图时,应该要求学生画得规整,力和力臂尽量按实际比例,标明杠杆的五要素,养成良好的作图习惯.
2.教学过程中学生可能会说省力杠杆是最好的杠杆,费力杠杆不好,教师可以通过分析用钓鱼竿钓鱼、缝纫机踏板、筷子等,让学生知道费力杠杆费了力却省了距离,使工作方便;而省力杠杆虽然省力但费了距离等.