【教学目标】

一、知识与技能

（1）认识杠杆，认识有关杠杆的几个概念。

（2）能从常见的工具和简单机器中识别出杠杆。

（3）知道杠杆的平衡条件及其杠杆的一些应用。

二、过程与方法

（1）经过绘制杠杆示意图的过程，体会科学抽象的方法。

（2）观察和操作杠杆，体会杠杆的作用。

（3）经历探究杠杆平衡条件得过的过程。学习分析实验现象、寻找数据间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

（1）展示我国古代的舂和桔槔等成果，进行爱国主义教育。

（2）关注生活、生产、自然现象中杠杆的使用。

（3）乐于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。

（4）认识科学探究中必须有合作精神。

【教学重难点】

重点：知道什么是杠杆，理解杠杆的平衡条件。

难点：理解力臂的概念，动力臂和阻力臂的规范作图。

【课前准备】

课件名称：自制《杠杆》多媒体辅助教学软件。

教学设备：演示设备：多媒体电脑、实物投影仪、大三角板。

学生分组器材：杠杆和支架、钩码、弹簧秤、直尺、三角板。

【教学过程】

一、新课引入

教师：随着力学的学习我们发现物理对我们的生活越来越有用了（切换投影）现在大屏幕上展示的是一些我们常用的工具，老师想用它们来考考大家的动手能力，（拿出一瓶汽水）这是一瓶汽水，请一名同学从这里选择一个恰当的工具把瓶盖打开。哪名同学来试一下？

学生：选用开瓶器打开瓶盖。

教师：（拿出一个装画像的密封的布袋）

这个布袋子里装的是某位同学的画像，大家想不想知道他是谁？

学生：想。

教师：请一名同学也从这里选择一个恰当的工具把这个布袋打开。

学生：学生选择剪刀把布袋剪开（布袋中的画像就是剪布袋的同学）。

教师：为检验同学们使用筷子的能力我们来做个夹花生游戏，这是两盒花生，请两名同学用筷子分别从盒子中把花生夹到指定的位置，在一定时间内谁夹得多谁就是胜利者。请两名同学到前边来。

学生：学生游戏。

二、进行新课

教师：刚才看到同学们都熟练而轻松的完成了每项工作，这一方面说明了同学们的动手能力确实很高，一方面也说明了这些机械很简单。别看他们简单，人类发明出这些机械可是用了很长的时间。发明和使用机械始终是伴随人类社会的重要活动，利用机械人类大大地提高了生产率才创造了我们现在美好的生活。两千多年前著名的学者阿基米德曾说过这样的豪言壮语：“若给我一个立足点和一根足够长的棍我可以搬动地球”，实际上阿基米德所构想的装置是一个什么样的机械呢？

学生：杠杆。

教师：这节课我们就来学习《杠杆》。

【板书】§13-4 杠杆

教师：刚才我们使用的这些工具都属于杠杆，现在同学们观察这些工具，它们在工作时有什么共同的特点呢？

学生：都是硬棒，都能在力的作用下绕着固定点转动。

教师：现在我们能回答出什么是杠杆了，杠杆不一定都是直的，也可以有各种其它形状，但都是在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。

【板书】

1、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、杠杆上的三点、二力。

教师：我们提到了杠杆上的三点和二力，谁能说一下是哪三点和二力。

学生：杠杆受到使杠杆转动的力──动力，阻碍杠杆转动的力──阻力，这是“二力”；杠杆绕着转动的点叫支点，还有动力的作用点和阻力的作用点，这是“三点”。（两个力的作用点教师可略加启发）

教师：杠杆往往受到动力和阻力这两个力，谁是动力谁是阻力并没有严格的区分，只是它们总是使杠杆朝着相反的方向转动。如果动力使物体沿着顺时针方向转动，那么阻力一定使物体沿着逆时针方向转动。

因为动力和阻力都是杠杆受到的力，都作用在杠杆上，所以动力作用点和阻力作用点都是杠杆上的点。

【板书】动力（F₁）、阻力（F₂）、支点（O）、动力作用点、阻力作用点。

教师：我们知道力的大小可以影响杠杆的状态，力的作用点和力的方向是否也影响杠杆的状态呢？请同学们讨论、商量后，用事实或实验加以说明。

学生：以撬石头为例，作用点越靠近支点越费力，越远离支点越省力，说明作用点的位置对杠杆的状态有影响；（或者以实验来说明）在杠杆左端挂一定数量的钩码，在右端用弹簧秤向下拉使杠杆平衡，弹簧秤在不同的方向上所施的力不同，这说明力的方向对杠杆的状态有影响。

教师：刚才同学们的描述中有一种很好的思想，就是研究作用点的影响时保持力的方向不变；研究力的方向时保持作用点的位置不变。（结合动画演示讲解）表面上看改变力的作用点到支点的距离和改变力的方向，从这两个方面都能影响杠杆，而它们有没有共同的物理本质呢？

由于力是比较抽象的，为了便于研究，我通过力的作用点，沿着力的方向画一条直线，这样的直线叫做力的作用线。

当我们减小力的作用点到支点的距离时，力的作用线也在随之靠近支点，从支点到力的作用线的距离也在减小；而方向呢？当我们改变力的方向时，随着作用线的转动，从支点到力的作用线的距离也在发生变化。让我们再看一遍。

教师：可见，影响杠杆状态的除了力的大小以外，还有一个因素，它既不是力的方向，也不是力的作用点到支点的距离，而是从支点到力的作用线的距离，这个物理量我们称为力臂。

【板书】

3、力臂：（l）

（1）力的作用线：通过力的作用点沿力的方向所画的直线。

（2）力臂：从支点到力的作用线的距离。动力臂（l1），阻力臂（l2）

（3）力臂作图：（电脑展示撬石头）

教师：（展示板图）这是一根撬石头的撬棒，这是动力F₁。（手持大三角板演示作图）过F₁的作用点沿它的方向画出动力作用线，用虚线表示。动力臂是从支点到动力作用线的距离，几何上点到直线距离是该点到直线的垂线段的长，所以过O点作动力作用线的垂线，用三角板的一条直角边沿着力的作用线平移，直到另一条直角边与O点重合，连接O点到垂足间的线段即为动力臂l₁。阻力臂l₂的作法也是一样，首先过阻力作用点沿着阻力的方向画出阻力作用线，然后，用直角三角板过O点作阻力作用线的垂线段，标上箭头即为阻力臂l₂。力臂可以象l₁这样用双箭头标注，也可以用大括号表示。

现在请同学们把书翻到68页，完成第三题（做力臂）（学生画图）谁愿意把自己的图拿到前面来展示一下？（实物投影仪展示一位同学的图）请大家判断：认为此图正确无误的请举手。

杠杆在力的作用下能绕着固定点转动，如果杠杆静止不动或匀速转动我们就说杠杆平衡。而在生产、生活中，我们通常是在杠杆平衡或非常接近平衡的情况下使用杠杆的。请同学们根据自己的生活经验和刚才所学知识猜想一下哪些因素会影响杠杆的平衡呢？

【板书】

二、探究杠杆的平衡条件

1、猜想

学生：猜想：动力、动力臂、阻力、阻力臂会影响杠杆的平衡。

教师：同学们根据自己的生活经验再猜想一下当杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂会满足怎样的关系呢？

学生：推门时，在门把手附近用力，很容易把门推开，而在门轴附近用力，要把门推开就很费劲了，看来推动杠杆需要的动力可能与动力臂的长短有关，动力臂越长，需要的动力可能就越小。

教师：看来我们同学都是生活中的有心人，但是我们要定量的研究杠杆平衡时以上四者满足的关系还必须通过实验来完成。同学们，观察桌面上的实验器材，观察时注意思考每个实验器材的作用可能是什么，实验器材有哪几部分组成，每个组成部分的功能可能是什么。

学生：观察实验器材及讨论。

教师：观察讨论结束，请同学说一下你认为实验器材的作用是什么，实验器材的组成部分的功能是什么？

学生：杠杆：作为研究对象。

杠杆上的刻度：可直接读出力臂的长度。

杠杆上的两个螺母：调节杠杆平衡。

钩码：用钩码的重力来充当动力和阻力。

【板书】

2、实验：①实验器材：杠杆、钩码

教师：同学提到这两个平衡螺母用来调节杠杆平衡，既然要使杠杆平衡最好要使其在水平位置平衡。为什么要使杠杆在水平位置平衡？

学生：杠杆只有在水平位置平衡，才可从杠杆上的刻度值直接读出力臂。

教师：通过学习已经知道要想知道杠杆平衡时动力、阻力、动力臂、阻力臂满足的关系就要知道杠杆平衡时关于以上四者的一些具体数据，下面就来获取数据。一个钩码的质量是50g，它受到的重力是0．49N。杠杆上每一小格的长为15cn。请同学们首先调节杠杆在水平位置，为了节省时间，我们统一在杠杆左边第三个格上挂两个钩码，然后用不同的钩码数在右边的不同位置试挂，待到杠杆重新平衡后，将数据记录在表格中。开始实验。

【板书】

②实验数据

研究杠杆平衡条件的实验数据表：

实验次数	动力F1(N)	动力臂L1(cm)	F1×L1 (N．cm)	阻力F2(牛)	阻力臂L2(cm)	F2×L2 (N．cm)
1
2
3

学生：（实验，记录，上报数据）

【板书】

③分析数据

教师：请同学们分析、比较实验数据，从中总结出动力、阻力、动力臂、阻力臂满足什么关系时杠杆平衡？

学生：动力×动力臂=阻力×阻力臂

教师：大量的实验也得到了同样的结论，这一结论就是杠杆的平衡条件。

【板书】

3、结论：

动力×动力臂=阻力×阻力臂

F₁l₁=F₂l₂──杠杆原理

教师：杠杆平衡条件也可以写做：

上式的物理意义是：动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。请同学们看练习1。

教师：通过这个结论大家想一下，上课时阿基米德用一个杠杆把地球撬起来的想法能实现吗？

学生：能，只要有一个支点和一个足够长的杠杆。

教师：观察刚才大家用过的这些工具，他们都属于杠杆，这些杠杆又有什么不同呢？

学生：有的用起来省力，有的用起来费力。

教师：根据杠杆平衡条件你能说出什么样的杠杆省力什么样的杠杆费力吗？

学生：动力臂大于阻力臂的省力，动力臂小于阻力臂的费力。

教师：请问你有没有见过动力臂和阻力臂相等的杠杆呢？

学生：天平。

教师：不同类型的杠杆有着不同的作用，下面我们来学习杠杆的应用。

【板书】

三、杠杆的应用

1、省力杠杆：省力但费距离

教师：请同学们举实例。

学生：撬棒、扳手、钳子等。

【板书】

2、费力杠杆：费力但省距离

教师：请同学们举实例。

学生：筷子、镊子、钓鱼竿。

【板书】

3、等臂杠杆：既不省力也不费距离

教师：请同学们举实例。

学生：天平。

【课堂练习】

1、如果作用在杠杆上的动力是100N，动力臂与阻力臂之比为5:1，那么杠杆平衡时，阻力是（ ）

A．100N B．500N C．1000N D．250N

【课堂小结】

这节课我们一起认识了杠杆，以及杠杆上的三点、二力、二臂，探索了力臂这个物理量的由来，初步掌握了力臂的画法。并通过实验研究了杠杆的平衡条件。最后我们又了解了杠杆的应用。

【作业】

1、观察生活中那些机械中有杠杆，它们在工作的时候起什么作用？

2、完成质量检测习题。

3、课下自己制作一个简单的杠杆。

点评：此实录在《杠杆》一节教学中，教材挖掘深入，三维目标把握准确，课堂信息丰富多彩，独立完成多媒体设计，使用恰当、熟练，效果明显；注重学生学习过程与方法的引导，教学深入浅出，使不同层次的学生在各自的层面上共同进步；很好地达成了教学目标，帮助学生在知识技能、过程与方法、情感态度价值观方面都有所发展；用游戏和实际生活操作引入生动、激趣又紧扣主题，符合学生的年龄特征；自如的引导和启发学生，表现出较强的驾驭课堂的能力；仪表端庄，教态亲切自然，语言科学、准确、精练，铺垫层次清晰，思路清楚、条理性强。板书书写工整、流畅、规范，设计合理，详略得当。

教学观念新，在引入、探究、应用、练习等诸环节中密切联系生活，生动体现“从生活走向物理，从物理走向社会”、科学-技术-社会(STS)等新课程理念，倡导自主学习、合作学习、探究学习的多种学习方式并用，用探究实验突破难点，充分调动学生积极参与学习活动，整堂课环环相扣，前后呼应；习题设计紧贴教材与生活，突出重点、难点知识，梯度合理，课堂气氛活泼而有序，张弛有度、节奏明快，展现出很强的教学控制能力。