学习主题

杠杆的平衡条件

学科

初中物理

年级

八

时长

40或45分钟

背景

分析

1．通过认识生活中的杠杆及杠杆五要素的过程，体会科学抽象的方法．

2．经历探究杠杆平衡条件的过程，学会分析实验现象、寻找数据间规律，从而归纳出实验结论的一般方法．

学习

目标

1．知道什么是杠杆，能从常见工具中辨认出杠杆．

2．能够辨认出支点、动力、阻力，会确定动力臂和阻力臂．

3．通过观察与实验，探究并理解杠杆的平衡条件，并能进行简单计算．

问题

框架

激发物理兴趣，形成探究思维，有小组合作意识．

方法

策略

实验法、探究法、讨论法

教学活动设计

课前学习活动

活动目标

学习要求

杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时，称为杠杆的平衡状态．

支撑材料

仅说明支撑材料名称、格式及用途，具体材料以附件提交。如无支撑材料，可删去。

课堂教学活动

活动目标

步    骤

杠杆的平衡跟哪些因素有关呢？

答：猜想假设：类似于二力平衡条件，杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂可能存在某些数学运算相等的关系．

实验设计：利用图甲所示装置，多次调节钩码个数及位置，使杠杆平衡，记录并分析数据，得出结论．

实验过程：①调节平衡螺母，使杠杆水平平衡．②杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡．将动力F₁、阻力F₂、动力臂l₁、阻力臂l₂记录在表格中．③改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验．④在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡(如图乙所示)．将动力F₁、阻力F₂、动力臂l₁、阻力臂l₂记录表格中．

实验数据：

数据分析：由表格中的数据可知，动力与动力臂的乘积恰好等于阻力与阻力臂的乘积．

实验结论：杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F₁l₁＝F₂l₂.

例题 杠杆平衡时，动力F₁的大小为10牛，动力臂l₁为0.2米，阻力臂l₂为0.5米．求阻力F₂的大小．

解答 由题意可知，F₁＝10 N，l₁＝0.2 m，l₂＝0.5 m，由杠杆的平衡条件可得：F₁l₁＝F₂l₂，

则F₂＝l2(l1)F₁，

F₂＝0.5 m(0.2 m)×10 N＝4 N.

支撑材料

铁架台、杠杆演示尺、10个钩码

板书设计

2．杠杆的五要素

(1)支点：杠杆绕着转动的点

(2)动力：使杠杆转动的力

(3)阻力：阻碍杠杆转动的力

(4)动力臂：从支点到动力作用线的距离

(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离

3．杠杆的平衡条件

动力×动力臂＝阻力×阻力臂

写作：F₁l₁＝F₂l₂

评价设计

教师演示，学生探究杠杆平衡条件得出写作公示

课后作业（活动）

活动目标

作业（活动）要求

如图所示，用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块．若撬棒C点受到石块的压力是1 500 N，且AB＝1.5 m，BC＝0.3 m，CD＝0.2 m，则要撬动该石块所用的力最小应为( D )

A．500 N B．300 N

C．200 N D．150 N

支撑材料