杠杆平衡条件及其应用
科学（浙教版）九年级上册 第三章 第3节
教学目标
知识与技能：了解杠杆的平衡状态，会用简单的实验来研究杠杆的平衡条件；能够根据实验数据得出杠杆的平衡条件的数学表达式。并进一步理解杠杆平衡的条件，会判断杠杆的类型，知道杠杆使用过程中能量的转化过程
过程与方法：通过实验来研究，并结合日常生活实例进行分析，从而得出结论。结合日常生活中的实例，分析杠杆类型。
情感、态度、价值观：学会从实验中探索、归纳、培养动手能力，体验探究较为复杂规律的过程与方法。知道不同类型杠杆的不同用途。
教学重点
杠杆平衡条件的研究 杠杆类型的判断 教学难点
杠杆平衡条件的研究 能用杠杆平衡条件解释简单的问题 实验器材
杠杆和它的支架、钩码、尺、线、弹簧测力计等 教学设计
本节课的内容是在学生已经了解了杠杆的基本结构和杠杆五要素的基础上，让学生在动手实验过程中找出杠杆平衡条件，并将该规律应用于生活中，解释一些简单的问题，并能对杠杆进行分类，以培养学生的实验能力和分析能力；引导学生在探究过程中寻找答案，获得知识；教学过程中设计分组实验的环节，目的是倡导学生主动参与，乐于探究，勤于动手，并进一步掌握杠杆平衡条件，通过自己的亲身体验知道杠杆省力或费力的原因，达到理论联系实际，让科学走向生活的目的。
教学过程
（一）新课导入
你会用杠杆了吗？你知道杠杆在什么条件下会平衡吗？ 引出课题《杠杆平衡条件及其应用》。（出示PPT1） （二）探求新知
师：什么是杠杆平衡呢？ 生：……
师：杠杆的平衡是指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，我们就说杠杆处于平衡。（出示PPT2）
师：静止状态指杠杆静止在水平位置或静止在其他任何位置。例：某一杠杆在动力和阻力作用下处于平衡，则此杠杆可能保持静止，可能处于匀速转动状态。
过渡：杠杆平衡需要什么样的条件？ 一、 探究杠杆的平衡条件（教师演示）
提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？ 分组实验：1器材：杠杆、支架、直尺、钩码、细线、弹簧测力计（弹簧秤）。
2.按如图连好装置，在支点左端悬挂一钩码，在杠杆的右侧用手指捏住B点并向下拉，使杠杆保持平衡。
①若手指在C位置用力，此时，动力臂较大，用力较小。
②若手指在O B之间的位置用力，此时动力臂较小，用力较大。 3.通过这个活动，你对杠杆平衡条件的猜测是___________________。（出示PPT3，4）
假设一：F1+L1=F2+L2 假设二：F1–L1=F2–L2 假设三： F1/L1=F2/L2 假设四： F1 · L1=F2 · L2
二、研究杠杆的平衡条件。（学生分组实验）
1.认识实验用的杠杆（支点、刻度、两端的平衡螺母）。 2.安装并调节杠杆平衡。
①把杠杆的中央(中点)支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡位置；使力臂恰好等于力的作用点到支点的距离。
②应使杠杆能绕转轴O自由转动，并尽可能减小转轴处摩擦。 思考与讨论：1杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用?
2．杠杆为什么要调节成在水平位置平衡，而不使它处于倾斜状态平衡？ 解析：1、作用：调节杠杆自身的平衡
2、当杠杆处于水平位置平衡时，由于挂钩码的细线总是沿竖直方向，即作用于杠杆上的力与杆身相垂直。这样，就能直接从杠杆的刻度上读出力臂的大小。使杠杆自身的重力对杠杆平衡不产生影响。（出示PPT5）
3、如果杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应将左边的螺母向或者将左边的螺母向 侧调。
4、杠杆倾斜静止时，处于平衡状态吗？
5、杠杆倾斜静止时，力臂能在杠杆上直接读取吗？（出示PPT6）
③在杠杆两端挂上不同数量的钩码，调节力臂大小，使杠杆在水平位置上重新平衡。进
提问：你对你的数据进行分析处理，与假想对照你的结论是什么？
④交流与合作：经过交流，若发现你们的结论一致，你们的结论是什么？（出示PPT8） 小结：杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（板书）
☆注意：①杠杆可以在水平位置平衡，也可以在倾斜位置平衡。
②由杠杆平衡可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越长，力越小。动力与阻力的比值等于阻力臂与动力臂的比值。若动力臂是阻力臂的n倍，则动力是阻力的1/n。当杠杆平衡时，如果动力臂和阻力臂保持不变，则动力跟阻力成正比。（出示PPT9）
过渡：使用杠杆能够省力还是费力？ 三：杠杆平衡条件的应用：
出示铡刀和羊角锤：学生分析动力、阻力、动力臂、阻力臂之间的关系，得出L1>L2,则F1
提问:1、生活中,哪些地方用到这种省力杠杆呢?
2、利用杠杆是否一定能省力？（出示铁锹和钓鱼杆）（出示PPT11）
学生分析动力、阻力、动力臂、阻力臂之间的关系，得出L1F2 费力杠杆 3、如果动力臂和阻力臂相等，如天平，还能省力或费力吗？ 得出：既不省力也不费力，为等臂杠杆。（出示PPT12）
小结：动力臂与阻力臂的关系和动力与阻力的关系（出示PPT13） L1>L2,则F1F2 费力杠杆 L1=L2，则F1=F2 等臂杠杆
应用：以下生活中常用的杠杆，分别属于哪一类杠杆？（出示PPT14） 学生回答：
思考与讨论：为什么有些杠杆会费力？设计这种杠杆的目的是什么？
分析：费力杠杆虽然费力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离小，即可以省距离。（出示PPT15）
省力杠杆虽然省力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离小，即需要费距离。（出示PPT16）
等臂杠杆即不能省力，也不会费距离。（出示PPT17）
分析：结合PPT逐个分析三类杠杆的特点，列表比较（出示PPT18）
三、应用杠杆平衡条件进行计算：（出示PPT19）
1.如图，一杆秤悬挂在空中处于平衡状态，挂钩A到提纽O的距离为3cm，秤砣B到提纽O的距离为27cm，已知秤砣的质量为2kg。问物体的质量是多少kg？
2．如图所示，要使杠杆平衡，可在N点施加F1、F2、F3、F4几个力，其中最小的一个是（ ）
A、 F1 B、 F2 C、 F3 D、 F4 （出示PPT20）
课堂小结：
1.你知道杠杆平衡的条件了吗？ 2.你知道研究杠杆平衡条件的方法了吗？ 教学反思
授之以鱼，不如授之以渔，科学教学要使学生在体验中学习方法，掌握知识，应用知识。只有真正领悟了方法，学生才能乐于学习，善于学习，才能真正做到轻负高质。
课堂教学中，通过多种形式，师生互动学生动手实践、自主探索与合作交流，让学生获取知识的同时，在思维能力、情感态度价值观等多方面得到进步和发展，培养学生的分析、独立思考能力，鼓励学生发表自己的意见，并与同伴进行交流。教师提供适当的帮助和指导，重视创设问题情境，使学生能真正地理解知识。充分利用生活中的资源，让学生领会到科学并不枯燥，反而是与生活息息相关的，可以说生活是科学教学取之不竭的资源宝库。
杠杆平衡条件及其应用
科学（浙教版）九年级上册 第三章 第3节
教学目标
知识与技能：了解杠杆的平衡状态，会用简单的实验来研究杠杆的平衡条件；能够根据实验数据得出杠杆的平衡条件的数学表达式。并进一步理解杠杆平衡的条件，会判断杠杆的类型，知道杠杆使用过程中能量的转化过程
过程与方法：通过实验来研究，并结合日常生活实例进行分析，从而得出结论。结合日常生活中的实例，分析杠杆类型。
情感、态度、价值观：学会从实验中探索、归纳、培养动手能力，体验探究较为复杂规律的过程与方法。知道不同类型杠杆的不同用途。
教学重点
杠杆平衡条件的研究 杠杆类型的判断 教学难点
杠杆平衡条件的研究 能用杠杆平衡条件解释简单的问题 实验器材
杠杆和它的支架、钩码、尺、线、弹簧测力计等 教学设计
本节课的内容是在学生已经了解了杠杆的基本结构和杠杆五要素的基础上，让学生在动手实验过程中找出杠杆平衡条件，并将该规律应用于生活中，解释一些简单的问题，并能对杠杆进行分类，以培养学生的实验能力和分析能力；引导学生在探究过程中寻找答案，获得知识；教学过程中设计分组实验的环节，目的是倡导学生主动参与，乐于探究，勤于动手，并进一步掌握杠杆平衡条件，通过自己的亲身体验知道杠杆省力或费力的原因，达到理论联系实际，让科学走向生活的目的。
教学过程
（一）新课导入
你会用杠杆了吗？你知道杠杆在什么条件下会平衡吗？ 引出课题《杠杆平衡条件及其应用》。（出示PPT1） （二）探求新知
师：什么是杠杆平衡呢？ 生：……
师：杠杆的平衡是指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，我们就说杠杆处于平衡。（出示PPT2）
师：静止状态指杠杆静止在水平位置或静止在其他任何位置。例：某一杠杆在动力和阻力作用下处于平衡，则此杠杆可能保持静止，可能处于匀速转动状态。
过渡：杠杆平衡需要什么样的条件？ 一、 探究杠杆的平衡条件（教师演示）
提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？ 分组实验：1器材：杠杆、支架、直尺、钩码、细线、弹簧测力计（弹簧秤）。
2.按如图连好装置，在支点左端悬挂一钩码，在杠杆的右侧用手指捏住B点并向下拉，使杠杆保持平衡。
①若手指在C位置用力，此时，动力臂较大，用力较小。
②若手指在O B之间的位置用力，此时动力臂较小，用力较大。 3.通过这个活动，你对杠杆平衡条件的猜测是___________________。（出示PPT3，4）
假设一：F1+L1=F2+L2 假设二：F1–L1=F2–L2 假设三： F1/L1=F2/L2 假设四： F1 · L1=F2 · L2
二、研究杠杆的平衡条件。（学生分组实验）
1.认识实验用的杠杆（支点、刻度、两端的平衡螺母）。 2.安装并调节杠杆平衡。
①把杠杆的中央(中点)支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡位置；使力臂恰好等于力的作用点到支点的距离。
②应使杠杆能绕转轴O自由转动，并尽可能减小转轴处摩擦。 思考与讨论：1杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用?
2．杠杆为什么要调节成在水平位置平衡，而不使它处于倾斜状态平衡？ 解析：1、作用：调节杠杆自身的平衡
2、当杠杆处于水平位置平衡时，由于挂钩码的细线总是沿竖直方向，即作用于杠杆上的力与杆身相垂直。这样，就能直接从杠杆的刻度上读出力臂的大小。使杠杆自身的重力对杠杆平衡不产生影响。（出示PPT5）
3、如果杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应将左边的螺母向或者将左边的螺母向 侧调。
4、杠杆倾斜静止时，处于平衡状态吗？
5、杠杆倾斜静止时，力臂能在杠杆上直接读取吗？（出示PPT6）
③在杠杆两端挂上不同数量的钩码，调节力臂大小，使杠杆在水平位置上重新平衡。进
提问：你对你的数据进行分析处理，与假想对照你的结论是什么？
④交流与合作：经过交流，若发现你们的结论一致，你们的结论是什么？（出示PPT8） 小结：杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（板书）
☆注意：①杠杆可以在水平位置平衡，也可以在倾斜位置平衡。
②由杠杆平衡可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越长，力越小。动力与阻力的比值等于阻力臂与动力臂的比值。若动力臂是阻力臂的n倍，则动力是阻力的1/n。当杠杆平衡时，如果动力臂和阻力臂保持不变，则动力跟阻力成正比。（出示PPT9）
过渡：使用杠杆能够省力还是费力？ 三：杠杆平衡条件的应用：
出示铡刀和羊角锤：学生分析动力、阻力、动力臂、阻力臂之间的关系，得出L1>L2,则F1
提问:1、生活中,哪些地方用到这种省力杠杆呢?
2、利用杠杆是否一定能省力？（出示铁锹和钓鱼杆）（出示PPT11）
学生分析动力、阻力、动力臂、阻力臂之间的关系，得出L1F2 费力杠杆 3、如果动力臂和阻力臂相等，如天平，还能省力或费力吗？ 得出：既不省力也不费力，为等臂杠杆。（出示PPT12）
小结：动力臂与阻力臂的关系和动力与阻力的关系（出示PPT13） L1>L2,则F1F2 费力杠杆 L1=L2，则F1=F2 等臂杠杆
应用：以下生活中常用的杠杆，分别属于哪一类杠杆？（出示PPT14） 学生回答：
思考与讨论：为什么有些杠杆会费力？设计这种杠杆的目的是什么？
分析：费力杠杆虽然费力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离小，即可以省距离。（出示PPT15）
省力杠杆虽然省力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离小，即需要费距离。（出示PPT16）
等臂杠杆即不能省力，也不会费距离。（出示PPT17）
分析：结合PPT逐个分析三类杠杆的特点，列表比较（出示PPT18）
三、应用杠杆平衡条件进行计算：（出示PPT19）
1.如图，一杆秤悬挂在空中处于平衡状态，挂钩A到提纽O的距离为3cm，秤砣B到提纽O的距离为27cm，已知秤砣的质量为2kg。问物体的质量是多少kg？
2．如图所示，要使杠杆平衡，可在N点施加F1、F2、F3、F4几个力，其中最小的一个是（ ）
A、 F1 B、 F2 C、 F3 D、 F4 （出示PPT20）
课堂小结：
1.你知道杠杆平衡的条件了吗？ 2.你知道研究杠杆平衡条件的方法了吗？ 教学反思
授之以鱼，不如授之以渔，科学教学要使学生在体验中学习方法，掌握知识，应用知识。只有真正领悟了方法，学生才能乐于学习，善于学习，才能真正做到轻负高质。
课堂教学中，通过多种形式，师生互动学生动手实践、自主探索与合作交流，让学生获取知识的同时，在思维能力、情感态度价值观等多方面得到进步和发展，培养学生的分析、独立思考能力，鼓励学生发表自己的意见，并与同伴进行交流。教师提供适当的帮助和指导，重视创设问题情境，使学生能真正地理解知识。充分利用生活中的资源，让学生领会到科学并不枯燥，反而是与生活息息相关的，可以说生活是科学教学取之不竭的资源宝库。