探究杠杆平衡条件实验教案

施桥初中物理教师：陈 宏

一、教材分析

杠杆平衡条件是八年级第二学期，第六章，第五节的内容。本节课是对使杠杆平衡的条件进行探究。之前学生们已经学习了杠杆的相关知识，知道了什么是杠杆，理解了杠杆的五个要素，本节课将要以此为基础进一步研究杠杆平衡条件。 二、教学目标 1.知识与技能

（1）知道什么是杠杆了解杠杆的五个要素。

(2)知道什么是杠杆的平衡。 （3）探究杠杆的平衡条件。

（4）能初步运用杠杆的平衡条件来分析问题。 2．过程与方法

（1）学生通过小实验来体验什么是杠杆的平衡。

（2）学生在体验的基础上猜想杠杆平衡的条件，通过实验方案的设计和交流，自主实验并共同分析实验数据来获得结论，学生通过课堂活动初步感受科学探究的过程和方法。

（3）学生通过尝试在分析数据并获得结论的过程中，学生提高了分析归纳的能力。 3．情感态度价值观

（1）学生通过课堂学习和实践探究激发了对物理学习的兴趣，初步养成实事求是的科学态度和认真踏实的学习习惯。

（2）学生通过猜想、谈论、实践，逐步养成主动思考，积极探索的科学精神 以及与人协作，积极向上的团队精神。 三、重点：“探究杠杆平衡条件”的过程。 四、难点：根据实验数据得出杠杆的平衡条件

五、教具仪器：

测力计、钩码、带有刻度的杠杆、铁架台等。 六、教法：

采用科学探究实验的7个要素的探究方法进行教学，以学生为主体，教师进行必要的引导，让学生自行设计实验、动手实验、总结反思实验。 七、教学过程

1.[引入]：阿基米德有句名言：“给我一个杠杆和支点，我可以撬动地球。” [设疑]：阿基米德说这句话的根据是什么你认为这可能吗 杠杆真的有这么神奇吗

2、提出问题

我 们 先 来 做 一 个 小 游 戏 。大 家 可以看到桌面上有一个跷跷板，同学们小时候都玩过跷跷板吗那一个大人和一个小孩能玩跷跷板吗

现在我用一个大钩码表示大人和一个小钩码表示小孩，我先将小的钩码放到跷跷板上，大家可以看到跷跷板的一端翘起了。那么我要怎样放这个大的钩码，才能使得这个跷跷板平衡呢有没有同学想要上来尝试一下 （请学生上讲台将跷跷板调平衡）

此时跷跷板处在平衡状态的，那么什么是杠杆平衡呢（当杠杆动力和阻力作用下保持静止时，杠杆就处于平衡状态。）

根据我们所学习的杠杆定义的知识，同学们认为是不是可以把这个跷跷板看作是杠杆呢

（1）.改变杠杆上钩码位置，观察是什么因素使杠杆失去平衡呢学生讨论回答。

（2）.在杠杆一端增加一个钩码，观察是什么因素使杠杆失去平衡呢学生讨论回答。

通过这个小游戏，我们又可以杠杆平衡与那些因素有关(动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2) 3、猜想与假设

现在我想请同学们猜想一下，动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2

之间要满足什么关系，才能使杠杆平衡。

教师记录，学生的回答主要有：

F1＋L1=F2+L2单位不一样不能相加减，故排除；

F1×L1=F2×L2 F1×L2=F2×L1 F1/L1=F2/L2等

我们得出了那么多猜想，同学们可以在实验中，自己得出结论，究竟哪一个猜想才是正确的。 4、制定计划与设计实验

在实验中我们需要测量那些物理量（动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2）把这四个数据测出来，就可以得到他们之间的关系了是吗测量这些物理量我们需要那些器材呢（弹簧秤、钩码、铁架台、杠杆） 怎样测量这些数据（学生讨论后回答） 为什么要实验前使杠杆在水平位置平衡

天平怎么调节平衡的（左沉右调、右沉左调）那我们杠杆调节平衡螺母和天平一样，左沉右调、右沉左调。

为什么实验时使杠杆再次在水平位置平衡 动力臂、阻力臂该如何测量呢

好，现在我们已经使杠杆在水平位置平衡了。我们现在统一把支点右侧的钩码作用于杠杆上的力（等于钩码所受的重力）当作动力F1，把支点左侧的钩码作用于杠杆上的力当作阻力F2。接下来请同学们以小组为单位，根据我提供的实验器材，自行讨论设计实验，过会我会请每组的代表交流设计方案。同时操作，并进行适当的纠正。

（多次实验） 5、进行实验与收集证据

现在就请各组同学根据自己的设计方案，桌上器材进行实验，实验过程中大家要注意要进行交流与合作。老师在学生探究过程中进行巡视，发现问题及时提出，让学生自己去分析、解决问题。完成实验后请各组汇总实验数据，填写实验报告。

（学生进行实验）（教师下去指导实验） 教师收集几组数据与学生共同验证猜想

实验次数 1 2 3 6、分析与论证 现在请同学们对自己的实验数据表格进行分析，分析完以后选派一

名代表回答这样一个问题：你认为杠杆在平衡时应满足的条件是什么 我们通过最初的猜想与假设，到自己制定计划与设计实验，然后通过实验与数据收集，最终得出的结论是：要使杠杆平衡，必需满足：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。（F1×L1=F2×L2） 7、评估

实验做完了，大家能从上面的实验中得到那些因素会造成误差吗 杠杆是否真的在水平位置平衡了。不然，得出的数据都是不准确的。大家反思一下刚才的实验，每个小组得出的数据准确吗如果不够准确，是不是由于没有严格按照步骤和要求来做呢

8、运用杠杆平衡条件分析阿基米德真的能撬动地球吗 八、小结

学生总结本节课的收获：

F1/N L1/cm F2/N L2/cm 板 书

探究杠杆平衡条件

一、 提出问题： 二、 猜想与假设 三、 制定计划与设计实验

实验次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 四、 收集数据 五、 结论：动力

×动力臂＝阻力×阻力臂。（F1×L1=F2×L2）

1 2 实验次数 3 1 2 3 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 探究杠杆平衡条件作业

如图，是小华同学探究杠杆平衡条件的实验装置。 (1)请你在图中画出杠杆受到的动力（左端）F1和力臂L1。

（2）实验前把杠杆安装在支架上，如图所示的情况时，应________(向左/向右)调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在_______平衡，其目的是_______________。（3）在实验的操作过程中要改变钩码的______或______，使杠杆在________平衡，记下______、_______、_______和_________的数值。

（4）下表是小华得到的一组实验数据，由此她得出： “动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”的结论。你认为她的实验结论是否正确如果不正确，造成错误的原因是什么

实验次数 1 2 F1/N L1/cm 15 F2/N L2/cm 20 （5）实验室只有8个相同的钩码，杠杆上画有均匀的格子，当在A点挂4个钩码如图所示，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡 （请设计两种方案）

（6）在上题中，如果只有4个相同的钩码（如图所 示）和一个弹簧测力计，怎样才可以使杠杆在水平位置平衡此时弹簧测力计的读数是多少（写出一种方案即可）

（7）以上三次实验表明，杠杆的平衡条件是_____________________。

实验报告

实验课题 探究杠杆的平衡条件 实验时间 实验目的 通过探究得出杠杆的平衡条件 实验班级 实验器材 实 验 歩 骤 杠杆、铁架台、钩码、细线 学生姓名 一、 提出问题： 动力、动力臂、阻力、阻力臂之间有什么关系时杠杆能够平衡 二、 猜想与假设：（根据已有的知识与经验进行猜测） 三、 设计实验并进行实验： 1、实验装置如课本图所示。调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。 2、给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡。这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量。 3、把支点右边的钩码重量当作动力F1，支点左边的钩码重量当作阻力F2；量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1 、F2 、L1 、L2的数值填入表中。 4、改变力和力臂的数值，再做两次实验。 实验次数 动力F1/N 1 2 3 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 四、 分析与论证： 根据表中的数据进行分析，找出它们之间的关系。对于开始提出的问题，你能得出什么结论 杠杆的平衡条件是： 五、 评估与交流： 1、在调节杠杆平衡时，如果杠杆右端向上倾斜，两端的螺母向什么方向调节 2、在研究杠杆平衡条件的实验中，为什么在实验前和实验过程中，都使杠杆在水平位置平衡如果使杠杆在倾斜位置平衡，有什么弊端 结论