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实验2:比较不同杠杆

生活中的简单机械 · 四年级
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 通过改变支点位置或力臂长度,探究并比较省力、费力及等臂杠杆的工作特点。

从哪来 建立在“9. 简单机械原理”之上,具体聚焦于杠杆这一类简单机械的力学特性差异。

为什么 杠杆平衡遵循“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的规律。当支点位置改变时,动力臂与阻力臂的长度比例随之变化:若动力臂大于阻力臂,则省力但费距离;若动力臂小于阻力臂,则费力但省距离。因此,不同杠杆的差异本质上是力臂比例不同导致的力学效果不同。

情境对比法
展示撬棍(支点靠近重物)和钓鱼竿(支点靠近手)的图片。
适合:形象思维强、喜欢直观观察的学生。 操作:让学生观察支点位置,引导发现“支点离谁近,谁就费力/省力”,通过视觉直观建立支点位置与力臂长短的关联。
数据实验法
提供杠杆尺,固定阻力(如挂2个钩码在刻度4处),让学生移动支点或动力作用点,记录所需动力(钩码数)。
适合:逻辑性强、喜欢动手操作和数据验证的学生。 操作:通过控制变量,让学生亲手测量并记录数据,发现“力臂越长,所需力越小”的定量关系,从而理解不同杠杆类型的区别。
生活映射法
列举开瓶器、镊子、天平三种工具,让学生分类并解释原因。
适合:生活经验丰富、善于联想和应用的学生。 操作:将抽象的杠杆类型对应到具体工具,让学生结合使用体验(如开瓶器轻松、镊子费力)反向推导其支点位置和力臂特点,强化知识的应用价值。
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练一道
基础题
一个杠杆,阻力为10N,阻力臂为20cm。若动力臂为40cm,求动力是多少?该杠杆属于哪一类?
变式
小明用镊子夹取物体,手指捏在镊子中部,物体在镊子尖端。若手指施加的力为2N,手指到支点的距离(动力臂)为3cm,物体到支点的距离(阻力臂)为6cm,求物体受到的压力是多少?该杠杆属于哪一类?
试试手自己判
检测题
如图所示(文字描述),一个杠杆支点位于中间偏左位置。左侧挂3个钩码(每个1N),距离支点2格;右侧挂2个钩码(每个1N),距离支点3格。杠杆是否平衡?若不平衡,哪端下沉?若要使其平衡,右侧钩码应移至距离支点几格处?
看答案和判分标准
答案:左侧力矩 = 3N × 2格 = 6 右侧力矩 = 2N × 3格 = 6 杠杆平衡。 若问“若右侧改为1个钩码,需移至几格?”: 1N × L = 6 => L = 6格。
判对标准:
1. 正确计算两侧力矩(动力×动力臂)。(2分)
2. 正确判断平衡状态或下沉方向。(2分)
3. 若涉及调整,能正确运用公式求解新的力臂长度。(2分)
4. 能指出该杠杆若支点居中则为等臂,若支点偏左则为省力(左侧)或费力(右侧)杠杆,并说明理由。(2分)
5. 书写规范,单位正确。(2分)
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