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杠杆一、设计理念:物理学科是一门以观察、实验为基础的自然学科,初中学生经过一年多的物理学习,观察、实验、抽象和思维能力已初步形成,形象思维是他们学习物理知识的一种重要思维形式,他们厌倦教师的单独说教,希望教师创设便于他们进行观察的物理环境,给他们发表自己见解和表现自己才华的机会,希望教师满足他们创造愿望,让他们实际操作,使他们获得施展自己创造才能的机会。
二、设计思路:杠杆平衡条件是教学的重点。
当力臂不等于杠杆上的力的作用点到支点的距离时,学生往往不能正确画出力臂,因此力臂取定方法是本节教学难点。
在教学中,首先,结合几种杠杆受力平衡的图示和实例,讲述杠杆支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂内涵,易于在学生头脑中形成概念,引导学生画动力臂、阻力臂。
为了能突破难点,讲上述概念时适宜采用观察法和讲练法,讲杠杆原理时采用引导发现法能使学生变苦学为乐学,变被动学习为主动学习,能卓有成效的开发学生心理潜能,完善学生的认知结构。
三、教学流程:为了实现教学目标,基于对教材分析、学生的心理状况和学校实际情况。
确定以下教学程序:1.形象引题以复杂机器是由一些简单机械组成的为话题,提出疑问,引出本章课题后,指导学生观察用投影仪放出几种杠杆受力平衡的投影片,让学生找出几种杠杆的共同特点,建立杠杆概念,引出本节课题。
2.创设直观环境,建立物理概念结合用木棒撬石头的示意图,建立支点、动力、阻力、动力作用线、阻力作用线概念。
通过移动吊在杠杆上的钩码位置,压杠杆转动实例,引入力臂概念,即而在这个示意图中补画动力臂和阻力臂,建立概念,用小黑板展出描述上述物理概念的文字,让学生看一遍,强化学生对这些概念认识,引导学生画出入投影片所示几副图的动力臂和阻力臂,突破教学难点。
基于前面的观察,针对杠杆形状、支点位置,进行总结,防止学生形成消极心理定势,进行上述内容遵循创设物理环境,突出观察实验原则,在学生通过观察教师创设物理图景而形成表象基础上,建立物理概念,能够加深学生对物理概念的理解。
《杠杆》教案教学目标1．能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置。
能准确地画出杠杆的动力臂和阻力臂。
2．知道杠杆平衡的条件，能应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题。
3．通过实验探究，总结归纳出杠杆的平衡条件，培养初步的分析概括能力、收集处理信息的能力。
4．使学生感受到杠杆在生活中有广泛的应用，提高探究的乐趣。
教学重难点教学重点：引导学生通过探究得出杠杆的平衡条件教学难点：1.理解力臂概念2．杠杆平衡条件的运用教学过程导入新课方案一：演示导入：让班内力气最大的一名男生和班内力气最小的一名女生分别捏粉笔头：让男生空手捏粉笔头，结果没有捏碎；接着让女生使用钳子夹粉笔头，结果粉笔被捏碎。
提问：女生的力气比男生小为什么反而能把粉笔头捏碎呢？原因：女生使用了钳子，是一种杠杆工具，可以省力并能提高工作效率。
这节课我们共同学习杠杆的知识。
方案二：如图所示，取一根蜡烛，用钢针穿过中心放在支架上，将蜡烛的两端同时点燃，一会儿后，两只小猴为什么会一上一下不断运动呢？推进新课【杠杆】教师准备一些如啤酒起子、羊角锤、钳子、剪刀等一类的工具，再准备一些铁丝、钉有钉子的木板、带盖的瓶子等，让学生亲自动手操作，用起子起开瓶盖，用羊角锤拔钉子，用钳子夹断铁丝，体会各种工具在使用过程中的特点。
观察教材图91，比较自己的操作，想一想这些工具在此使用过程中的共同特征。
引导学生抽象出它们的共同特征：(1)都是硬棒；(2)都受到力的作用；(3)都绕固定点转动。
在此基础上，让学生自己总结出杠杆定义：课件展示杠杆定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。
让学生再举一些生活中的杠杆实例。
教师指导学生自学有关杠杆的几个概念：支点：杠杆绕着转动的固定点，一般用O表示。
动力：使杠杆转动的力叫动力，一般用字母F1表示。
阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，一般用字母F2表示。
动力作用线：过动力作用点沿动力方向所画的一条直线。
阻力作用线：过阻力作用点沿阻力方向所画的一条直线。
杠杆知识点1、杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明：①杠杆可直可曲，形状任意。
②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、杠杆五要素——组成杠杆示意图。
①支点：杠杆绕着转动的点。
用字母O 表示。
②动力：使杠杆转动的力。
用字母 F1表示。
③阻力：阻碍杠杆转动的力。
用字母 F2表示。
说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。
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④动力臂：从支点到动力作用线的距离。
用字母l1表示。
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
用字母l2表示。
画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签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）。
3、研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。
实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。
⑴结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
写成公式F1l1=F2l2也可写成：F1/ F2=l2/ l1⑵解题指导：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。
）⑶解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
4、应用：说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。
杠杆（提高）责编：武霞【学习目标】1、知道什么是杠杆及杠杆五要素；2、会画杠杆的力臂；3、理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费力杠杆。
【要点梳理】要点一、杠杆一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。
杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。
要点诠释：1、杠杆的五要素支点：杠杆可以绕其转动的点O。
动力：使杠杆转动的力F1。
阻力：阻碍杠杆转动的力F2。
动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离L1。
阻力臂：从支点到O阻力F2作用线的距离L2。
2、杠杆的力臂（高清课堂《杠杆》392029杠杆）力臂的画法：（1）明确支点，用O表示（2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线（3）过支点O作该力的作用线的垂线（4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L1（或L2)要点二、杠杆平衡条件杠杆在动力和阻力的作用下保持静止或匀速转动，我们就说杠杆平衡了。
要点诠释：1、杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1L1= F2L2注意：这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。
2、杠杆分类：（1）省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。
但是实际工作时动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。
如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。
（2）费力杠杆：L1＜L2，F1＞F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。
使工作方便，也就是省了距离。
如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。
第四节杠杆（一）教学要求1．知道什么是杠杆。
能从常见的工具中辨认出杠杆。
2．知道有关杠杆的一些名词术语。
理解力臂的概念。
会画杠杆的力臂。
3．理解杠杆的平衡条件，并能用来解决简单的问题。
（二）教具教师演示用：抽水机模型、切纸用小铡刀、剪刀。
学生实验用：杠杆和支架、钩码、尺、线。
（三）教学过程一、新课引入由学生阅读本节开头的一段，并参阅图12.4-1、图12.4-2了解简单机械在我们日常生活中的广泛应用。
引出杠杆一节。
二、进行新课1．什么是杠杆？提问：如何用一根硬棒撬起一块很重的石块？学生讨论，教师总结并结合课本图12.4-3或出示幻灯片，给出杠杆的定义。
教师指出：杠杆在力的作用下能绕固定点转动，这是杠杆的特点。
杠杆有直的也有弯的。
观察和演示：抽水机的手柄、切纸的铡刀、剪刀都是杠杆。
观察装置中哪个硬棒在力的作用下绕哪个固定点转动。
板书：“1．什么是杠杆？一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
”2．描述杠杆的几个有关名词术语（1）教师以讲什么是杠杆时所画的撬杠撬石头的板图为基础，边讲下列名词边在图中规范标画出三点、两力、两臂，并板书写出各名词及其定义。
板书：“2．名词术语：”支点：杠杆（撬杠）绕着转动的点，用字母O标出。
动力：使杠杆转动的力画出力的示意图，用字母F1或F动标出。
阻力：阻碍杠杆转动的力画出力的示意图，用字母F2或用F阻标出。
注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，但它们的方向不一定相反。
动力臂：从支点到动力作用线的距离。
用字母L1或L动标出。
（简介力的作用线概念。
）教师说明力臂的画法：首先确定杠杆的支点，再确定力的作用线；然后使用直角三角板画出从支点到力的作用线的垂线，垂足要落在力的作用线上，符号指L，力臂常用虚线画出。
明哪个线段是力臂，并写出字母L1或动阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用字母L2或L1标出。
（2）以课本图12.4-4丙，抽水机的柄为例（出示小黑板，图中暂不画出两个力臂），结合演示抽水机柄模型，由一名学生在板图上画出动力臂和阻力臂。
杠杆（提高）
【学习目标】
1、知道什么是杠杆及杠杆五要素；
2、会画杠杆的力臂；
3、理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费力杠杆。
【要点梳理】
要点一、杠杆
一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。
杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。
要点诠释：
1、杠杆的五要素
支点：杠杆可以绕其转动的点O。
动力：使杠杆转动的力F1。
阻力：阻碍杠杆转动的力F2。
动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离L1。
阻力臂：从支点到O阻力F2作用线的距离L2。
2、杠杆的力臂（《杠杆》392029杠杆）
力臂的画法：
（1）明确支点，用O表示
（2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线
（3）过支点O作该力的作用线的垂线
（4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L1（或L2)
要点二、杠杆平衡条件
杠杆在动力和阻力的作用下保持静止或匀速转动，我们就说杠杆平衡了。
要点诠释：
1、杠杆的平衡条件是：
动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1L1= F2L2
注意：这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。
2、杠杆分类：
（1）省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。
但是实际工作时动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。
如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。
（2）费力杠杆：L1＜L2，F1＞F2。
这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。
使工作方便，也就是省了距离。
如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。
（3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2。
这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。
列表如下：
注意：没有既省力、又省距离的杠杆。
【典型例题】
类型一、杠杆的概念及力臂
1、下列关于杠杆的知识说法正确的是（）
A、力臂必须与杠杆垂直
B、动力臂与阻力臂一定在支点的同一侧
C、力臂是从支点到力的作用点的距离
D、动力臂应与动力作用线垂直
【答案】D
【解析】力臂是指从支点到力的作用线的距离，力对杠杆的转动效果不仅与力的大小有关，还与支点到作用线的垂直距离有关，支点到动力作用线的距离叫动力臂，支点到阻力作用线的距离叫阻力臂。
【总结升华】本题考查的杠杆力臂的基础知识点。
做力臂实际上就是数学课中“作点到线的距离”。
数学里的“点”在物理中就是杠杆的“支点”，“线”就是“力的作用线”。
所做的垂线段就是杠杆的力臂。
举一反三：
【变式】下列说法正确的是（）
A．杠杆的支点一定在棒的某一端
B．动力的受力物体是杠杆，阻力的施力物体是杠杆
C．动力臂是支点到动力作用线的距离
D．阻力臂是支点到阻力作用点的距离
【答案】C
2、（2015•晋江市一模）如图所示，开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，在图中能正确表示开瓶盖时，杠杆的支点、动力和阻力的是（）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】（1）瓶盖紧紧的套在瓶口上，要使瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力，瓶盖给起子的力是向下的，利用杠杆克服这个摩擦力。
（2）动力F1使杠杆绕固定点转动，阻力F2阻碍杠杆转动，杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态。
【总结升华】掌握杠杆的五个要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
3、（《杠杆》392029例1）画出图中力F的力臂，并用字母L表示。
【答案】
【解析】作杠杆的力臂的方法是：
（1）反向延长各力（或正向延长）。
（2）过支点作延长线的垂线。
（3）标上直角符号和大括号，并标上表示该力臂的字母。
【总结升华】力臂的作图是初中物理基本题型，应该掌握好。
举一反三：
【变式】如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（）
【答案】D
类型二、杠杆的平衡条件
4、在铁路道口常设有如图所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸。
与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸。
对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是（）
A．常闭型道闸，重心应在O点右侧
B．常开型道闸，重心应在O点右侧
C．常闭型道闸，重心应在O点左侧
D．常开型道闸，重心应在O点左侧
【答案】AD
【解析】当重心在O点左侧时，由于重力的作用，杠杆左端下降，右端上扬，是常开型的；
当重心在O点右侧时，由于重力的作用，杠杆右端下降，左端上扬，是常闭型的。
【总结升华】此题通过生活中的实例考查了杠杆的平衡条件在生活中的应用。
5、（2016•长春模拟）下列仪器或工具在使用时，属于省力杠杆的是（）
A．用扳手拧螺丝B．用天平称量药品
C．用钓鱼竿钓鱼D．用镊子夹物品
【思路点拨】结合各个选项杠杆的使用情况，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【答案】A
【解析】A、用扳手拧螺丝的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；B、用天平称量药品时，天平属等臂杠杆；C、用用钓鱼竿钓鱼的过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；D、用镊子夹物品的过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故选A。
【总结升华】此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
举一反三：
【变式】下列几种杠杆类工具，在使用时属于费力杠杆的是（）
A．测物体质量的天平B．夹取食物的筷子
C．开啤酒瓶盖的扳手D．剪铁皮的剪刀
【答案】B
6、如图所示，杠杆AOB的A端挂重为G A的物体，B端挂重为G B的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=OB，杠杆自身重力不计，则（）
A. G A=G B
B.G A＜G B
C. G A＞G B
D. 无法判断
【答案】B
【解析】同学们易错解：选A。
题中给出的条件“OA=OB”看似平淡，实则“陷阱”，倘若认为二力的力臂相等，则会得出G A=G B的错误选项，由下图可知，OA＞L B，根据杠杆的平衡条件可得B物体重力大。
【总结升华】对于杠杆平衡条件是解决杠杆平衡问题的重要依据，解题时找到动力、动力臂、阻力、阻力臂是关键。
举一反三：
【变式】如图所示，一根质量均匀的直尺放在水平的桌面上，全长的
伸出桌面，在伸出端挂一重5N的物体G时，直尺仍然恰好保持平衡，则此
直尺重为（）
A. 2.5N
B. 5N
C. 7.5N
D. 10N。
【答案与解析】将整个直尺的质量等效到位于重心处的一个质点，则此时力臂正好相等。
故选B。
7、（2015•南阳一模）如图所示，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（）
【答案】A
【解析】设一个钩码的重为G，一个格为L，则原来杠杆：3G×2L=2G×3L，处于平衡状态，
现在在两侧各去掉一个钩码后，左边=2G×2L，右边=G×3L，左边的力和力臂的乘积大，杠杆不再平衡，并且左端下降，故选A。
【总结升华】本题考查了杠杆平衡条件的应用，杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等，只比较力或力臂大小不能得出正确结果。
举一反三：
【变式】如图所示的轻质杠杆，AO小于BO，在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡。
若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则（）
A. 杠杆仍保持平衡
B. 杠杆的A端向下倾斜
C. 杠杆的B端向下倾斜
D. 无法判断
【答案与解析】
本题容易错选A，题目中“同时向支点O移动相同的距离”并不意味着移动后杠杆的力臂关系跟原来一样，不妨极限化处理，假设它们移动的距离为OA，则G1力臂为零，而G2力臂不为零，所以杠杆B 端下沉。
故应选C。
8、如图所示，要将一圆柱体重物推上台阶，最小的作用力应是（）
A．F1B．F2C．F3D．F4
【答案】C
【解析】若在A端施力F，当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，
即：最小的作用力为F3。
【总结升华】找到动力作用点A到支点O的最长动力臂（动力的方向垂直于OA连线）是解决问题的关键。
举一反三：
【变式】如图所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是（）
A．F1B．F2C．F3D．F4【答案】C。
