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杠杆的研究作业设计

发布时间:2021-06-10 15:21:43

杠杆研究性学习成果

通过这次研究性学习,我们了解到杠杆是一种简单机械;一根结实的棍子(最好不会弯又非常轻),就能当作一根杠杆了。动力臂大于阻力臂,是省力杠杆(也称费距离杠杆);动力臂小于阻力臂,是费力杠杆(也称省距离杠杆),动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆。
杠杆绕着转动的固定点叫做支点
使杠杆转动的力叫做动力
阻碍杠杆转动的力叫做阻力
当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时,杠杆将处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡
杠杆平衡时保持在水平位置静止或匀速转动。
通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线
从支点O到动力F1的作用线的垂直距离L1叫做动力臂
从支点O到阻力F2的作用线的垂直距离L2叫做阻力臂
使用杠杆时,如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动,那么杠杆就处于平衡状态。
动力臂×动力=阻力臂×阻力,即“L1F1=L2F2”,由此可以演变为“F2/F1=L1/L2”
杠杆的平衡不仅与动力和阻力有关,还与力的作用点及力的作用方向有关。
省力杠杆例如:剪刀、钉锤、拔钉器、工地里的大型机械吊臂……杠杆可能省力可能费力,也可能既不省力也不费力。这要看力点和支点的距离:力点离支点愈远则愈省力,愈近就愈费力;还要看重点(阻力点)和支点的距离:重点离支点越近则越省力,越远就越费力;如果重点、力点距离支点一样远,如定滑轮和天平,就不省力也不费力,只是改变了用力的方向。
费力杠杆例如:开瓶器、榨汁器、胡桃钳……这种杠力点一定比重点距离支点近,所以永远是省力的。
如果我们分别用花剪(刀刃比较短)和洋裁剪刀(刀刃比较长)剪纸板时花剪较省力但是费时;而洋裁剪则费力但是省时。
1.剪较硬物体
要用较大的力才能剪开硬的物体,这说明阻力较大。用动力臂较长、阻力臂较短的剪刀。
2.剪纸或布
用较小的力就能剪开纸或布之类较软的物体,这说明阻力较小,同时为了加快剪切速度,刀口要比较长。用动力臂较短、阻力臂较长的剪刀。
3.剪树枝
修剪树枝时,一方面树枝较硬,这就要求剪刀的动力臂要长、阻力臂要短;另一方面,为了加快修剪速度,剪切整齐,要求剪刀刀口要长。用动力臂较长、阻力臂较短,同时刀口较长的剪刀。

⑵ 杠杆原理在日常生活中的应用之研究

物理学中把在力的作用下可以围绕固定点转动的坚硬物体叫做杠杆。
五要素:动力,阻力,动力臂,阻力臂和支点
1、支点:杠杆的固定点,通常用O表示。
2、动力:驱使杠杆转动的力,用F1表示。
3、阻力:阻碍杠杆转动的力,用F2表示。
4、动力臂:支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂,用L1表示。
5、阻力臂:支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂,用L2表示。
杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(用力点、支点和阻力点)的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1· l1=F2·l2。式中,F1表示动力,l1表示动力臂,F2表示阻力,l2表示阻力臂。从上式可看出,欲使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。

⑶ 杠杆中的力臂

教学目标】 1、通过操作、体验和对杠杆实例的观察,归纳出“杠杆是在力的作用下绕一固定点转动的硬棒”,能说出杠杆的“支点、动力、阻力”;2、通过对实验探究的分析、论证、评估,建立力臂概念。提高实验探究的分析、论证能力,增强实验评估意识;3、经历探究杠杆平衡条件的过程,采用比较法和综合分析法科学分析相关数据,得出杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”;4、会画杠杆中的动力臂和阻力臂,能用杠杆平衡条件解决简单的具体问题;5、在杠杆的模型建构中领悟物理模型建构的一般方法:选择样例——建立初步图示——图示改进——建立模型;在探究中领悟“科学的发现往往需要向前再迈一步”。【教学重、难点】1、认识杠杆,探究并得出杠杆平衡条件。2、在探究中建立“力臂”概念,在实际应用中准确画出杠杆“动力臂、阻力臂”。【设计思路】面向学生的生活世界和社会实践,吸收教材中活动设计的优点,重组教材结构,按照学生的认知规律设计探究活动。在活动、体验中认识杠杆,在杠杆的应用中寻求探究的需要,在探究、评估中建立力臂概念并获得杠杆的平衡条件。整体设计由四组系列活动组成。系列活动一:认识杠杆。设置“拔图钉”、“寻找身体中的杠杆”两个层次的操作、体验活动,形成对杠杆模型的正确认知。系列活动二:探究杠杆的平衡条件。以“用弹簧测力计称象”创设探究背景,提出探究问题;通过模拟背景事件进行探究,形成杠杆平衡条件的初步结论;再通过实验论证、评估,明确力臂,得出杠杆的平衡条件。系列活动三:知识应用。通过“画力臂”完善对杠杆模型的认知,通过解决具体问题,了解杠杆平衡条件的应用。系列活动四:课后探究。由“自学与归纳”、“观察与探究”组成,旨在加强对杠杆原理的理解,进一步了解杠杆在生活中的应用。【教学流程图】【教学资源】实验器材:钉有图钉的木板、垫木、螺丝刀、羊角锤、扳手;杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台、直尺、细线;视频资源:“羊角锤拔铁钉、开瓶器开瓶盖、扳手拧螺丝”录像,自制PPT课件。【教学过程】一、认识杠杆活动1:拔图钉(教师)木板上钉了一枚图钉,请把它拔出来(图1)。(学生)使用不同的方法拔出图钉。(教师)懂得使用工具是一种智慧的表现。生活中还很多任务是采用工具来完成的。(学生)观察羊角锤拔铁钉、开瓶器开瓶盖、扳手拧螺丝(视频);观察撬石头、跷跷板、抽水机手柄(动画)。(教师)以上工具在工作时有何共同的特点?(教师)待学生回答出转动后,用flash演示并说明(图2):在物理学中,将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称作杠杆(lever)。支点:杠杆绕着转动的点,即图中的O点;动力:使杠杆转动的力,即图中的F1;阻力:阻碍杠杆转动的力,即图中的F2;活动2:寻找身体中的杠杆(学生)寻找并用动作表达出来。(教师)举例“昂首向天、提起足跟、手提重物” ;(教师)点评:尽管人体的各种运动相当复杂,但最基本的运动都是由骨骼在肌肉的作用下绕关节转动产生的,其模型就是杠杆。现代科技工作者从人体手臂得到启发制造了航天飞机的机械臂用以抓捕卫星。设计意图:本环节采用二层次的活动设计,通过用杠杆来认识杠杆,通过看杠杆来了解杠杆;通过寻找身体中的杠杆来体会杠杆,使学生在活动、体验中构建杠杆模型。二、探究杠杆的平衡条件[出示探究背景] (教师)2001年6月22日,杭州的一位物理老师用一只弹簧测力计并借助杠杆“称”出了一头质量约为3t的大像的质量(图3)。他的具体做法是用一根10m长的槽钢制作了一根杠杆,在离支点较近的位置挂上铁笼和大象,在离支点较远的位置用一把弹簧测力计测出杠杆处于水平平衡状态时的示数。[提出探究问题] 称象时,弹簧测力计的示数F1的大小与F2、l1、l2有何关系?[实验设计](教师)你能利用桌上的器材设计出合适的实验装置进行探究吗?(师生共同讨论)模仿称象过程,选择器材,设计实验。具体装置如图4:1、用木制杠杆代替槽钢,为消除杠杆自重的影响,杠杆应在中点悬挂,并调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡;2、用钩码代替大象;3、l1、l2可以直接从杠杆上读出。4、实验中将弹簧测力计的拉力记作F1,钩码的拉力记作F2,OA记作l1、OB记作l2。(师生)探讨步骤设计并确定实验记录表格。设计思想:控制变量法;步骤一:调节平衡螺母,使杠杆处于水平平衡状态。步骤二:取F2=1N,l2=10 cm,l1=5cm,测出杠杆处于水平平衡状态时F1的大小;步骤三:l1、l2不变,增大F2,测出F1;步骤四:F2、l1不变,增大l2,测出F1;步骤五、F2、l2不变,增大l1,测出F1。(教师)引导学生明晰实验注意点:注意点一:弹簧测力计要调零;注意点二:弹簧测力计竖直向下拉动,待杠杆处于水平平衡状态时读数。[进行实验]学生进行实验操作,并将数据记录在表格中(参考数据):测量序号F2/Nl2/cml1/cmF1/N①11052②1.51053③1.51253.6④1.512151[实验分析](教师)引导学生讨论并做出分析结论:1、比较①、②,说明:l1、l2不变,增大F2,则F1 增大;比较②、③,说明:F2、l1不变,增大l2,则F1增大;比较③、④,说明:F2、l2不变,增大l1,则F1减小;2、综合分析①、②、③、④,可得杠杆平衡时: F1 l1= F2l2。3、引申分析:若l1>l2 则F1<F2 ,可以省力……(教师)引导学生思考:在上述表达式中,F1是通过弹簧测力计测得的,F2是钩码的重力造成的拉力;那么l1、 l2究竟是什么呢?是指OA、OB的长度吗?[实验论证](教师)请学生采用图5的操作方式(弹簧测力计竖直上拉),用实验验证上述结论的正确性。实验中取F2=1.5N, OB=10cm,OA=15cm,先计算出杠杆处于水平平衡时弹簧测力计示数,再进行实验验证。

(教师)请学生逐步倾斜弹簧测力计(如图6)。(学生)发现弹簧测力计的示数发生变化。(教师)弹簧测力计倾斜后F2、OB没有变化,是什么引起了F1的变化?[实验反思](教师)组织学生探究:让F1为1.5N时杠杆处于水平平衡,假如F1 l1= F2l2成立,则l1为10cm。组织学生用直尺测量寻找l1。(学生)通过测量发现l1为支点O到F1的作用线的垂直距离(见图7)。(教师)PPT演示,在杠杆中,我们把支点到力的作用线的垂直距离称做“力臂”。(教师)为什么我们一开始模仿称像所做的实验,结论是成立的呢?(学生)由于杠杆处于水平平衡,拉力竖直向下,所以那时的OA、OB本就是力臂。(教师)点明杠杆的平衡条件(杠杆原理):动力×动力臂=阻力×阻力臂。可以用字母表示成:F1 l1= F2l2。[探究感悟]阿基米德在总结出了“杠杆的平衡条件”后,说:“只要给我一个支点,我就可以撬动地球”。对此,你有何感想?(教师)尽管我们有着古老的文明,早在春秋战国时期,我们就有了使用杆秤的记录,我们的祖先早就把杠杆应用于实际生活,也总结出了一些经验,但却与 “杠杆原理”擦肩而过。在今天的探究中,我们能够得到的另一启发就是“科学的发现往往需要我们向前再迈一步”。设计意图:本环节是本课的中心,在本课重点的突破上采用了三步走,先是利用背景创设引起学生探究欲望,通过模拟背景进行探究,得出杠杆平衡条件的初步结论;接着通过对探究结论的验证、评估与反思明确再探方向;最后利用再探究,由学生在寻找中建立杠杆力臂的概念,在化解力臂认知难点的同时得出杠杆的平衡条件。三、试一试问题一、标出图甲杠杆中的力F1、F2的力臂;问题二、图乙中,F1的作用点在A,请画出撬图钉时所需要的最小的力。学生作答,教师点评。解答如下:问题一:画力臂的方法,先找支点和力的作用线,从支点向力的作用线做垂线,用l1表示动力臂,用l2表示阻力臂(见图10甲)。问题二:由F1 l1= F2l2知, l1最大时,F1最小;连接OA即为最大的l1,从A点做OA的垂线向下即为F1的方向(见图10乙)。设计意图:问题一旨在加强对力臂的理解,问题二旨在加强对杠杆的平衡条件理解的同时,加深对力臂的理解。四、小结与作业(教师)本节课我们主要探讨了什么是杠杆,探究得出了杠杆的平衡条件,在探究中,我们通过测量找到了力臂。但这只是对杠杆有了初步认识,课后请同学们思考以下问题:自学与归纳 阅读书本第6页内容,解决称像问题中的计算,并归纳利用杠杆原理解决问题的一般方法。观察与探究 生活中的杠杆类工具有很多,它们的作用也不尽相同,请观察、收集部分生活中的杠杆类工具(如剪刀),利用杠杆原理分析它们的作用,并尝试分类。设计意图:延伸课堂探究思维,从物理走向生活,培养将物理知识应用于实际的意识。

⑷ 杠杆的研究报告(会的进)

杠杆的研究 实验器材:杠杆尺、钩码 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 杠杆尺的使用 8 ①将杠杆尺调节到平衡状态。(1 分) ②在杠杆尺左边第二个孔挂2 个钩码,当在杠杆尺右边的第一、第二、第三、第四孔也挂两个钩码时,杠杆尺会在什么状态。(4 分) ③找出杠杆尺的三个点。(3 分) 3 杠杆尺变化规律 6 ①分别改变挂在杠杆尺左边和右边的钩码的位置和数量,看杠杆尺状态的变化(做4 次,每次1 分)。 ②找出用较少钩码能使较多钩码翘起的情况。(2 分) 4 实验现象及结论报告 2 说出杠杆在什么情况下省力,在什么情况下不省力。 5 整理器材 2 整理摆放好器材,不整理不得分。 试 题: 六年级试题二:动滑轮和定滑轮 实验器材: 支架、滑轮、细绳(两端有套)、钩码、测力计 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 定滑轮的作用 6 ①正确使用测力计提起钩码,观察用了多少力?(1 分) ②组装定滑轮。(3 分) ③在绳套两端任意挂一些钩码直到平衡。(2 分) 3 定滑轮的实验现象及结论 2 定滑轮的作用是:能改变力的方向,但不能省力。 4 动滑轮的作用 6 ①正确使用测力计提起钩码,观察用多少力?(1 分) ②组装动滑轮。(3 分) ③用测力计通过动滑轮将钩码拉起,观察用了多少力?(2 分) 5 动滑轮实验现象及结论报告 2 动滑轮的作用是:能省力,但不能改变力的方向。 6 整理器材 2 整理摆放好器材,不整理不得分。 试 题: 六年级试题三:滑轮组的作用 实验器材: 支架、滑轮4 个、细绳(两端有套)、钩码、测力计 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 组 装 滑 轮组 10 ①正确使用测力计提起钩码,观察用多少力?(1 分) ②组装一组滑轮组,吊起 2 个钩码,用测力计通过滑轮组将钩码拉起,用了多少力? (4 分) ③再组装 2 组滑轮组,吊同样多的钩码,用测力计通过滑轮组将钩码拉起,用多少力?(5 分) 3 实 验 现 象及 结 论 报告 6 ①滑轮组的作用:既省力,又方便。(3 分) ②滑轮组用几段绳子吊着物体,拉出物体所用的力,就是物体重量的几分之一。(3 分) 4 整理器材 2 整理摆放好的器材,不整理不得分。 试 题: 六年级试题四:斜面的作用 实验器材: 搭斜面的材料、重物、测力计 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 1 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 不同物体在同一斜面提升的情况 9 ①搭一个斜面。(1 分) ②用测力计分别钩住一些物体,垂直提起,观察分别用了多少力?(3 分) ③用测力计将这些物体沿搭好的斜面上拉,分别用了多少力?(3 分) ④结论:不同物体从斜面拉上去的力都小于把物体垂直提上去的力。(2 分) 3 不同物体在不同坡度的斜面上提升的情况 9 ①用长度分别为20 厘米、40 厘米、60 厘米、80 厘米、100 厘米的木板搭在一个高10 厘米的木块上,形成A、B、C、D、E 五个不同的斜面。(3 分) ②用测力计将100 克的钩码沿这些斜面拉上去,分别用多大的力?。(4 分) ③结论:坡度越小,斜面越长,越省力;坡度越大越不省力;直接向上提重物相当于坡度为90 0 ,一点也不省力。(2 分) 4 整理器材 1 整理摆放好的器材,不整理不得分。 试 题: 六年级试题五:拱形承受压力的实验 实验器材: 卡纸、铁垫圈、书 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 拱形承受压力测试 8 ①不借助其他物体帮助,做一个纸拱。(2 分) ②用铁垫圈测试它承受多大的压力。(3 分) ③用书挡住拱脚。(2 分) ④用铁垫圈测试承受的压力。(2 分) 3 克服拱变形 5 把两边的书摞得高些,看低拱能承受多少垫圈。(5 分) 4 实验现象及结论 报告 3 拱形受到压力时,能把压力向下和向外传递给相邻的部分,拱形各部分受到压力时会产生外推力,如果能抵住外推力,拱就能承受巨大的压力。(3 分) 5 整理器材 2 整理摆放好器材,不整理不得分。 试 题: 五年级试题一:测量地表温度 实验器材: 两支温度计、2 个架温度计的支架、挖土工具(小铁锹) 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 挖土 4 选择向阳处和背阴处。(2 分 ) 分别挖要插温度计的地面。(2 分) 3 把温度计架在支架上 4 把温度计的支架固定在地面上。(1 分)把温度计架在支架上。(2 分)液泡插入地面。(1 分) 4 用物体遮住温度计 2 用遮温度计的纸盒遮挡温度计,避免阳光直射。(2 分) 5 写观察记录 2 把观测的温度记在记录表上。(2 分) 6 实验现象及结论 报告 4 向阳处温度高。(2 分) 背阴处温度低。(2 分) 6 整理器材 2 把温度计装入盒内(1 分) 整理好器材。(1 分) 不整理扣2 分。 遮温度计的纸盒、记录表 试 题: 五年级试题二:“中雨下”的布料 实验器材: 棉布、毛料、丝绸、尼龙(化纤)等布料、水、喷壶、皮筋4 根、大小相同的玻璃杯4 个 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 摆好杯子,将不同布料用皮筋绑好 2 摆杯子。(1 分) 把布料绑在杯子上,布料呈自然状态。(1 分) 3 给喷壶装上水,调好喷水量 2 装水。(1 分) 调整。(1 分) 4 均匀的往四个杯子上淋水,观察各种布料的透水情况 6 受水均匀。(2 分) 观察现象并说明原因。(4 分) 5 实验现象及结论报告 5 容易渗水的布料是棉布、丝绸。(2 分) 防水性较好的布料是尼龙等化纤布料。(3 分) 6 整理器材 3 将布料卸下,拧干、晾好。(2 分) 整理好器材。(1 分) 不整理扣2 分。 试 题: 五年级试题三:水在食物消化中的作用 实验器材: 大小相同的馒头、盘子、稀释的碘酒、滴管、小刀 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 咀嚼馒头 6 将馒头切成大小相同的10 块。(1 分),分别嚼1 分钟、2 分钟???? 10 分钟。(4 分)分别放在盘子里。(1 分) 3 滴上碘酒 6 在盘子里滴上同样多的碘酒。(2 分)观察馒头糊有什么变化。(4 分) 4 实验现象及结论报告 4 与唾液接触时间越长的馒头呈现的颜色越淡。 5 整理器材 2 把盘子清洗干净。(1 分) 整理好器材。(1 分) 不整理扣2 分。 试 题: 五年级试题四:摆长怎样影响摆动次数 实验器材: 摆锤、长40 厘米的细绳、尺子、秒表 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 制摆长30 厘米的钟摆 5 用40 厘米长的绳子制作30 厘米的钟摆。(2 分) 重复测量2 次。(2 分) 记录结果。(1 分) 3 制摆长15 厘米的钟摆 5 制作15 厘米的钟摆。(2 分) 重复测量2 次。(2 分) 记录结果。(1 分) 4 分析比较 3 摆绳减短引起了什么变化? (3 分) 5 实验现象及结论报告 3 摆长越长摆的速度越慢,摆长越短摆的速度越快。 6 整理器材 2 整理好器材。(2 分) 不整理扣2 分。 试 题: 五年级试题五:小车行驶与刹车摩擦力的比较 实验器材:胶带、小车、垫圈、长条形的三层板 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 不检查不得分。 2 行驶时的摩擦力 4 从一个垫圈开始,一个一个增加垫圈,直到用手轻轻敲桌子小车可以动起来。(2 分) 记录。(2 分) 3 刹车时的摩擦力 4 将轮子和车身用胶带粘上。(1 分) 轮子不转动。(1 分) 加垫圈直到用手轻轻敲桌子小车动起来。(1 分) 记录。(1 分) 4 比较分析 3 比较实验数据有什么发现?(3 分) 5 实验现象及结论报告 5 刹车时的摩擦力比行驶时的摩擦力大的多。 6 整理器材 2 整理好器材。(2 分) 不整理扣2 分

⑸ 杠杆的研究实验报告。

只要一个支点,什么东西都能翘起来!!!!!!!!!!!!!!!

⑹ 杠杆原理使用什么研究方法

D 普通物理实验一般都是实验探究.

⑺ 初中物理杠杆实验研究和实验步骤和各部实验目的。

研究杠杠的平衡原理

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