文档内容
第十二章 简单机械
三环：自学 展示 反馈
数据间的规律，归纳出实验结论的一般方法；亲自动
手组装滑轮组，体会滑轮组的好处；通过参与探究斜
本章是在前面学习过力学的基础上，研究杠杆、 面机械效率的活动，学习拟订简单的科学计划和实验
滑轮等简单机械，并进一步研究简单机械的机械效率. 方案.
通过本章学习，我们应该对力学知识获得进一步理 3.在实验中培养学生具有对科学的求知欲，乐于探
解：能从常见工具和器械中识别出杠杆和滑轮，知道 究自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技
杠杆、滑轮的特点和应用，会使用简单机械改变力的 术应用于日常生活、社会实践的意识.
大小和方向，能正确计算简单机械的机械效率. 【教学重点】
本章共分4节： 杠杆的平衡条件，滑轮及其应用；有用功、额外
1.第1节“杠杆”，本节讲述了杠杆的概念和分 功、总功和机械效率的概念和相关计算、提高机械效
类，要求学生能从生活中的简单机械中识别出杠杆； 率的方法.
本节有一个重要的实验“探究杠杆的平衡条件”，在 【教学难点】
教学中不仅要使学生通过探究活动得到结论性、规律 运用杠杆平衡条件进行计算，滑轮组的组装和省
性的知识，而且要通过探究活动掌握初步的科学探究 力分析，测斜面和滑轮组、杠杆等机械效率的方法.
方法.其中重点要学习怎样提出科学的猜想设计实验表
格，培养收集数据、处理数据的能力.
2.第2节“跨学科实践：制作简易杆秤”，让学生 【课时建议】
根据杠杆的平衡条件知识，制作一个简易杆秤，培养 本章共有4节，建议8课时.
学生对物理知识的应用能力. 第1节 杠杆…………………………………2课时
3.第3节“滑轮”，本节讲述了定滑轮、动滑轮的 第1课时 杠杆及其平衡条件
概念、特点和实质，并进一步学习了滑轮组的特点和 第2课时 生活中的杠杆
组装，最后引导学生初步了解斜面和轮轴.本节也有一 第2节 跨学科实践：制作简易杆秤………1课时
个重要的实验探究“研究定滑轮和动滑轮的特点”， 第3节 滑轮…………………………………2课时
这个实验探究让学生边思考边操作，自己摸索，学会 第1课时 定滑轮和动滑轮
安装滑轮，总结出两种滑轮的特点. 第2课时 滑轮组
4.第4节“机械效率”，本节是在学习了功、功率 第4节 机械效率……………………………2课时
的计算的基础上，引导学生理解有用功、总功的概念 第1课时 认识机械效率
并掌握机械效率的计算，知道实际提高机械效率的方 第2课时 测量机械效率
法. 本章复习和总结………………………………1课时
【教学目标】 1.观察法：注意观察日常生活中使用的简单机械，
1.①认识杠杆、识别杠杆的类型，理解杠杆的平衡 通过生活经验以及具体事件的分析，加深对简单机械
条件.②认识定滑轮、动滑轮，并能通过组装滑轮组改 的理解；
变力的大小和方向，解决简单的实际问题.③理解有用 2.实验探究法：本章三节实验探究内容分别是：探
功、额外功、总功和机械效率的概念，理解额外功产 究杠杆的平衡条件；研究定滑轮、动滑轮、滑轮组的
生的原因，知道机械效率η<1，会正确进行有关机械效 特点；测量滑轮组的机械效率并探究其影响因素.
率的计算.
2.探究杠杆的平衡条件，学习分析实验现象，寻找第1节 杠杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
课题 杠杆及其平衡条件 课型 新授课
1.认识杠杆，了解关于杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）.
教
2.理解杠杆的平衡条件，并会进行相关计算.
学
3.通过观察和实验，了解杠杆的结构，具有一定的观察能力、分析和概括能力.
目
4.经历探究杠杆平衡条件的过程，学习分析实验现象，寻找数据间的规律，从中归纳出实验
标
结论的一般方法.
教学 教具
杠杆的结构，杠杆的平衡条件 多媒体课件
重点 准备
教学 教学
力臂的概念及画法 1课时
难点 课时
教师播放视频：关于撬棒、开瓶器、跷跷板、镊子、剪刀等物品在生产、生活中工作的情
景.然后引导学生观察，并提出问题：在生产、生活中，这些工具起到了什么作用？它们有
什么共同特点？
新
学生观看，思考、讨论，回答：它们都是硬棒，这些硬棒在受力的时候，都能绕着一个固
课
导 定的点转动.
入
教师鼓励学生的回答，并引出杠杆的概念.
板书：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆.
师：下面我们就一起来认识并探究杠杆.
杠杆的认识
师：在我们生活中用到杠杆的地方很多，请同学们思考：
（1）为什么杠杆必须是根“硬棒”？
（2）杠杆必须是“直棒”吗？
生1：如果杠杆不“硬”，在力的作用下它将很容易发生形变，不能工作，因此杠杆必须是
硬棒.
生2：杠杆定义中的硬棒指的是“不易变形”的物体，所以杠杆不一定是直棒，其形状可
进
异.
行
教师总结：一根硬棒能成为杠杆必须满足两个条件：一是要有力的作用，二是能绕固定点
新
转动，缺少任何一个条件都不能成为杠杆，杠杆可以是直的也可以是弯曲的，还可以是某
课
个机械组合的一部分.
师：为了进一步了解杠杆，我们先来熟悉几个与杠杆有关的名词（教师用多媒体展示课件
“杠杆的五要素、杠杆力臂的作法”，并进行讲解）.
杠杆的五要素、杠杆力臂的作法（多媒体课件）
1.杠杆的五要素：（如右图）
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，常用O表示.
（2）动力：使杠杆绕支点转动的力，常用F 表示.
1（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，常用F 表示.
2
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，常用l 表示.
1
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，常用l 表示.
2
2.力臂的作法：
力臂是支点到力的作用线的距离，即支点到力的作用线的垂线段的长.作力臂的一般方法
为：
（1）找出支点并用O标出来；
（2）通过力的作用点画出力的作用线（一般用虚线）；
（3）过支点O向力的作用线作垂线，用符号标出垂足；
（4）用花括号或两端带箭头的线段标出支点到垂足的距离，写上相应的符号（l 或l ），
1 2
即为该力的力臂.
例题1（用多媒体展示）如图是一个Z形杠杆，请在图中画出力F对支点O的力臂l.
答案：如图所示.
杠杆的平衡条件
教师播放课件：使用杠杆搬动巨大石块的情景.请大家观看，同时提出问题：为什么借助杠
杆可以完成呢？
学生思考、讨论，回答：杠杆可以省力.
师：同学们回答正确，很棒！但到底满足什么规律呢？好，下面我们来探究杠杆的平衡满
足什么条件.
教师引入杠杆平衡的概念：
板书：杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态都叫杠杆平衡.
教师请一位同学演示用不同的方式推门的效果：①在门把手附近用力推门；②在门轴附近
用力推门；③在同一位置沿不同的方向推门.并要求这位同学说出感受.
教师引导学生提出猜想：推门时需要的动力可能与动力臂的长短有关，动力臂越长，需要
的动力可能越小.
教师引导学生进行实验“探究杠杆的平衡条件”：
（1）小组讨论提出问题，作出猜想；
（2）讨论并设计合理的实验方案；
（3）进行实验，收集数据；
（4）对数据进行分析，得出结论；
（5）讨论实验中出现的问题.
设计表格（供参考）
师：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了.在我们这个实验中第一步
应该把杠杆在水平位置上调平，为什么这样做，请同学们思考一下（解释原因）.请同学们
观察一下，如何才能达到这一目的呢？
生：调平原因：为了保持杠杆初始处于平衡状态，测量力臂方便.我们可以通过调节平衡螺
母使杠杆平衡.
师：那么在做实验的过程中能否再去调节杠杆的平衡螺母呢？生：不能.
师：为了统一标准，我们把支点右边的钩码当动力，支点左边的钩码当阻力.在这三次实验
中同学们可任意的取三次值，让杠杆达到平衡.每四人一组，每组出一名同学负责随时记录
数据.好，现在请同学们参照教材 P105的实验步骤开始做实验.同学们能否找出一个规律
来？
生：动力×动力臂=阻力×阻力臂.
师：对，这就是我们这一节课要研究的杠杆平衡条件.
板书：杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂.用字母表示，可以写成：F l=F l
11 22
教师总结：这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理，这个关系式也可以写成下面的形
式： .也就是说，当阻力和阻力臂一定时，所用的动力与动力臂成反比.即动力臂越
大，所用的力就越小，这也就可以解释为什么我们可以用较小的力产生较大的力了.
例题2（用多媒体展示）如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两
点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡.如果在木棒的A、C两点各增加一
个同样的钩码，则木棒（ ）
A.绕O点顺时针方向转动
B.绕O点逆时针方向转动
C.仍保持平衡
D.平衡被破坏，转动方向不定
解析：由题意知，杠杆重心应在O点左侧，设一个钩码自重为G，杠杆重力的力臂为l ，
O
杠杆重力为 G ，AO=OC=l，则有：2G×AO+G ×l =3G×OC，即 2GL+G l =3Gl，所以
O O O OO
G l =Gl；两边再各加一个钩码后：左边=3G×AO+G l =3Gl+G l =3Gl+Gl=4Gl，右边
OO OO OO
=4G×OC=4Gl，因为两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆平衡.
答案：C
教学
板书
通过这节课的学习，我们共同学习了杠杆的相关知识，知道了一个硬棒在力的作用下
课堂
能绕固定点转动，我们就说它是杠杆.我们也了解了杠杆的特点、好处，最重要的是我们探
小结
究了杠杆的平衡条件，还能够根据杠杆的平衡条件进行分析、判断和简单计算.
1.杠杆这节的教学重点是要求学生能根据杠杆的五要素把生活中的杠杆模型和理想的理论模
型结合起来，比如剪刀、夹菜的筷子、指甲剪等.这节有一个重点也是难点：找支点和作力
臂，这里既牵扯到数学中点到直线的距离，又涉及物理中力的作用点和力的示意图，学生
感到非常困难.突破重难点的方法，通过实例演示，引导学生分析，提炼方法步骤：一
（支）点二力和方向，延长力的作用线，过（支）点作垂线（段）.画力臂并比较力臂大小
教
是下一课时杠杆分类的基础，一定要多练并让学生过关.
学
2.在杠杆的平衡条件的探究实验中，引导学生猜想杠杆的平衡条件可能与力臂的大小和力的
反
大小有关，这样学生不至于盲目猜想，既调动了学生的积极性、主动性，同时使学生合理
思
的科学猜想，快速进入探究的课题.在分析数据时，教师既要放开主动权，又要参与引导，
如提醒学生可以先把数据分开来考虑.把数据按物理量分成两组进行分析，接着把有特色的
数据放在一起研究，最后把所有的数据统一起来，运用数学工具：加、减、乘、除等简单
计算方法，讨论，寻找规律，形成科学的结论，这样不仅营造宽松环境，而且培养了学生
敢想敢说的精神及分析概括问题的能力.教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结：
