導入新課

古希臘科學家阿基米德曾說：“給我一個支點和一根足夠長的硬棒，我就能把地球撬起來。”當年阿基米德的豪言壯志雖然至今沒有實現，但卻顯示了科學家基于科學理論的宏大氣魄，也使我們接觸到了杠桿這個詞。

1. 杠桿

人類很早就使用杠桿了，杠桿是一種簡單的機械，在我們的生活中應用十分廣泛。

觀察這些工具，說出它名稱及用途，思考它們之間有什么共同點？

學生交流討論，得出結論：

（1）硬的物體

（2）能夠繞著某一點轉動

引導學生進行觀察、分析、概括，最后抽象出杠桿這一物理模型，形成杠桿的概念。通過圖片認識杠桿，然后引領學生認識杠桿的五個要素。

杠桿定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉動，這根硬棒就是杠桿。

說明：

（1）“硬棒”不一定是直棒，杠桿可以是直的，也可以是彎的；

（2）一根硬棒能成為杠桿，應具備兩個條件：一是要有力的作用，二是能繞固定點轉動，兩個條件缺一不可。杠桿必須是硬的，固定點可以在杠桿的一端，也可以在杠桿上的其他位置。

杠桿五要素：

支點：杠桿可以繞其轉動的點O

動力：使杠桿轉動的力F?

動力臂：從支點O到動力F?作用線的距離l?

阻力：阻礙杠桿轉動的力F?

阻力臂：從支點O到阻力F?作用線的距離l?

注意：

（1）力的作用線指的是經過力的作用點沿力的方向所在的直線；

（2）力臂不是支點到力的作用點的距離，是到作用線的距離。

著重從數學角度確定力臂的定義，理清“點”“線”“距”的含義。

在配合圖片講解過程中，歸納畫力臂的步驟：

（1）確定支點

（2）確定力的作用線

（3）過支點到力的作用線作垂線

引領學生畫出使用起子、剪刀和抽水機的力臂，加深學生對這一概念的理解。

2. 杠桿平衡條件

我們之前學習過物體平衡，那么什么時候杠桿平衡呢？杠桿平衡又有什么條件呢？

學生猜想：

（1）動力×動力臂=阻力×阻力臂

（2）動力＋動力臂=阻力＋阻力臂

（3）動力/動力臂=阻力/阻力臂

在學生進行初步設計后，組織交流設計思想，通過交流討論，使學生明白：

（1）實驗中動力和阻力是人為規定的；

（2）“怎樣確定力的大小及力臂”是這個實驗的難點，可以在實驗中使杠桿水平平衡，此時鉤碼的重力就是鉤碼對杠桿的作用力，桿上的格子數就是力臂的大小；

實驗步驟：

（1）將杠桿放置在水平桌面上，調節平衡螺母，使杠桿平衡；

（2）在杠桿兩側掛上數量不同的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡；

（3）改變動力F?和動力臂l?的大小，相應調節阻力F?和阻力臂l?，再做幾次實驗，并將數據填入表格中。

演示探究杠桿的平衡條件

綜合學生討論結果，比較計算結果，歸納得出正確結論。

杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂或F?×l?=F?×l?

強調杠桿為什么要在水平位置平衡：

（1）消除杠桿自重對實驗的影響；

（2）便于測量力臂的大小。

3. 生活中的杠桿

引導學生畫出以下幾個杠桿的動力、動力臂、阻力、阻力臂。

比較以上三種不同杠桿的動力、動力臂、阻力、阻力臂的大小，學習三種類型的杠桿，并對不同類型的杠桿特點及功能總結。

杠桿是初中力學部分的重要內容，教材在杠桿的定義、杠桿的五要素兩個內容上安排的篇幅較小，重點突出了探究杠桿的平衡條件。但對于力臂的畫法，在實際作圖應用在還是需要加強的，對于點到線的距離通過數學角度從而能夠讓學生更好的理解。同時在探究杠桿的平衡條件的過程中，為什么要使杠桿在水平位置平衡，也是需要重點去講解介紹，使學生明白其中意圖。