八年级科学上册 杠杆教案 华东师大版

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1、杠杆一.教学内容：杠杆二.教学目标：1、知道什么是杠杆，能从常见的工具中辨认出杠杆；2、理解力臂的概念，会画杠杆的力臂；3、理解杠杆的平衡条件，会用杠杆的平衡条件解题；4、了解杠杆在生活、生产中的应用，能对杠杆进行分类，能用杠杆的平衡条件分析、解决简单的问题；5、了解人体中的杠杆三.重点、难点：力臂的概念、力臂的确定理解杠杆的平衡条件四.知识总结：（1）杠杆及杠杆五要素杠杆：能绕某固定点转动一根硬棒。①支点：能绕其转动的固定点。②动力和阻力：动力使杠杆转动，阻力阻碍杠杆转动。③力臂：支点到力作用线的距离，即支点到力作用线的垂线段长。（2）画

2、杠杆力臂示意图的三个要点①在杠杆的示意图上，确定支点O，找出力的作用线或力的作用线的延长线。②从支点O向力的作用线作垂线（用虚线表示），画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂。③支点到垂足用大括号勾出，并用l1、l2表示F1、F2的力臂。画力臂时还应注意，力的作用线是从力的作用点沿力的方向画的一条直线，或者从力的作用点向力的反方向画的一条直线，这条直线要画成虚线。（3）杠杆平衡条件杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动时，都叫杠杆平衡。实验证明，杠杆平衡条件是：1）动力×动力臂＝阻力×阻力臂。F1l1＝F2l2 2）动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻

3、力的几分之一。即：F2／F1＝l1／l2。（4）杠杆的种类根据杠杆平衡的条件：F1l1＝F2l2可知：①省力杠杆：动力臂大于阻力臂，即l1＞l2，动力小于阻力，F1＜F2。这种常见的杠杆有：抽水机的手柄、剪铁皮的剪刀、钳子、铡刀、独轮车、启瓶盖的启子等等。②费力杠杆：动力臂小于阻力臂，即l1＜l2，动力大于阻力，F1＞F2。这种常见的杠杆有：理发的剪刀、钓鱼杆、镊子等等。③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，即l1＝l2，动力等于阻力，F1＝F2。这种常见的杠杆有：天平、定滑轮等等。（5）人体中的杠杆①图1人前臂杠杆。②图2是跑动时腿部肌肉示意图。

4、③图3是足部杠杆。④图4是头部杠杆。【典型例题】例1.下列图5工具中省力杠杆是（）；费力杠杆是（）；等臂杠杆是（）。图5解答：省力杠杆：（1）（3）（6）（7）（8）（9）（10）费力杠杆：（2）（5）等臂杠杆：（4）例2.在图6中画出力F1、F2对支点O的力臂，并分别用字母L1、L2表示。图6分析和解：画力臂的步骤如下：（1）在杠杆的示意图上确定支点。将力的作用线用虚线延长。如图所示。得到动力作用线和阻力作用线。（2）再从支点O向力的作用线做垂线，画出垂足。则支点到垂足的距离就是力臂。力臂用虚线表示，支点到垂足用大括号勾出，并用字母L1、

5、L2分别表示动力臂和阻力臂。例3.如图7所示，在距杠杆右端20厘米的B处挂有600牛的重物。要使杠杆平衡，需要在距B处60厘米的A处至少加牛的力，且方向为。图7分析：挂在B处的重物，对杠杆的力为阻力用F2表示，阻力臂l2＝20厘米，作用在A点的力用F1表示，当竖直向上用力时，所用动力F1最小，此时，动力臂为l1＝20厘米＋60厘米＝80厘米，如图7所示。利用杠杆平衡条件，求解。应在A处加150牛的力。F1的方向应是竖直向上。说明：（1）杠杆平衡条件的另一种表达方式为：即动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。所以×600牛＝150牛（

6、2）使用杠杆平衡条件解题时，等号两边力臂的单位可约去，所以只要动力臂和阻力臂单位相同就可以了。例4.如图8所示，O为杠杆的支点，杠杆的重物G和力F1的作用下处于水平位置并且平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆在图中位置保持平衡，下面关系中正确的是A.B.C.D.图8分析和解：杠杆在重物和力F1作用下处于平衡。设杠杆平衡时，物体用在杠杆上的力为F，其力臂为l，作用力F1的力臂为l1，则F＝F1l1。当力F1改为F2时，F2的力臂为l2，如图所示，，杠杆仍然平衡，，所以，从图中也可看出，所以，即。分析结果，本题的正确答案，应选A、D。例5.如图9

7、所示，杠杆A、B两端分别挂着实心的铁球和铜球，此时杠杆平衡。现将两球同时轻轻地浸没于水中，⑴若两球质量相同，杠杆将会有什么变化？⑵若两球体积相同，杠杆又会有什么变化？图9分析：将两球浸入水中后，杠杆两端受到的力就不是球的重力了，而是两球的重力分别减去它们在水中受到的浮力。分别求出两球对杠杆的作用力后，只要比较它们各自的力与力臂的乘积（即力矩），便可以判断出杠杆的转动情况了。解答：A端的力矩为（G铁－F浮铁）l1＝G铁l1－F浮铁l2＝G铁l1－ρ水V铁gl1B端的力矩为（G铜－F浮铜）l2＝G铜l2－F浮铜l2＝G铜l2－ρ水V铜gl2⑴为

8、G铁＝G铜，所以l1＝l2，又因为G铁l1＝G铜l2，且V铁＞V铜，所以A端力矩＜B端力矩，挂铜球端下沉。⑵因为V铁＝V铜，所以G铁＜G铜，又因为G铁l1＝G铜l2，所以l1＞l