小学科学杠杆教学课件

小学科学杠杆教学课件第一章认识杠杆生活中的小帮手——什么是杠杆？定义生活中的杠杆杠杆的作用杠杆是一种简单机械，可以帮助我们用更小剪刀通过合理布置支点、力点和阻力点，杠杆可•的力完成更大的工作它通过特定的结构设以帮助我们省力、改变力的方向或增加力的开瓶器•计，能够放大我们施加的力量距离翘翘板•钳子•铁钉拔除器•杠杆的组成部分支点1支点是杠杆的转动点，它是杠杆发挥作用的关键支点就像杠杆的心脏，允许杠杆绕着这个点旋转力点2力点是我们施力的位置当我们用手推、拉或按压杠杆时，接触的地方就是力点力的大小和方向会影响杠杆的工作效果阻力点翘翘板杠杆的完美示例支点翘翘板中间的支撑点力点坐在翘翘板一端的孩子施力的位置阻力点坐在另一端的孩子所在的位置翘翘板是理解杠杆原理的最直观例子当一个孩子用力蹬地时，这个力量通过支点传递，使另一端的孩子上升这展示了杠杆如何传递和转换力量杠杆的作用原理杠杆的神奇之处在于它可以让我们事半功倍通过巧妙安排支点、力点和阻力点的位置，杠杆能够利用支点作为转动中心•放大我们施加的力量•改变力的方向•使我们能够更轻松地移动重物•杠杆的原理基于物理学中的力矩概念简单来说，力乘以力臂（到支点的距离）等于产生的力矩当力点的力矩大于阻力点的力矩时，杠杆就能帮助我们克服阻力小实验用汤罐和茶匙做杠杆实验材料操作步骤一个空汤罐（带有微微附着的盖将汤罐放在桌子上•

1.子）将茶匙的一端插入罐盖边缘下方

2.一把金属茶匙•把茶匙的另一端向下压

3.安全手套（可选）•观察茶匙如何撬起罐盖

4.观察结果当你向下按压茶匙时，会感觉很轻松就能撬开罐盖这是因为茶匙作为杠杆，放大了你施加的力量，使撬开罐盖变得容易互动提问思考问题1你能在家里或学校中找到哪些使用杠杆原理的工具或物品？尝试识别它们的支点、力点和阻力点在哪里思考问题2这些杠杆工具是如何帮助我们省力的？没有这些工具，完成同样的任务会有什么不同？请同学们分组讨论这些问题，然后我们一起分享你们的发现理解杠杆在日常生活中的广泛应用，将帮助我们更好地欣赏这种简单机械的重要性第二章杠杆的三种类型杠杆根据支点、力点和阻力点的不同排列方式，可以分为三种基本类型每种类型的杠杆都有其独特的特点和适用场景理解这些类型将帮助我们更好地理解和使用各种杠杆工具第一类杠杆结构特点在第一类杠杆中，支点位于中间，力点和阻力点分别位于杠杆的两端这种排列使得力可以从一端传递到另一端常见例子剪刀支点是中间的螺丝•-翘翘板支点是中间的支架•-撬棍支点可以是任何支撑物•-老式天平秤支点是中间的支架•-第二类杠杆结构特点在第二类杠杆中，阻力点位于中间，支点和力点分别位于杠杆的两端这种排列通常用于需要较大省力效果的场景常见例子开瓶器支点在瓶盖边缘•-手推车支点是车轮•-坚果夹支点是铰链•-门支点是铰链•-第二类杠杆总是省力的，因为力臂始终大于阻力臂这使得它非常适合用来搬运重物或克服较大阻力第三类杠杆结构特点在第三类杠杆中，力点位于中间，支点和阻力点分别位于杠杆的两端这种排列通常用于需要增加速度或距离的场景常见例子钓鱼竿支点是握手处•-人的手臂支点是肘关节•-扫帚支点是握手处•-镊子支点是一端•-第三类杠杆通常是费力的，但它可以增加速度和距离虽然需要更大的力，但可以使物体移动得更快或更远三种杠杆类型对比支点、力点和阻力点的不同排列方式决定了杠杆的类型和性能第一类杠杆第二类杠杆第三类杠杆支点在中间阻力点在中间力点在中间S-F-A S-A-F S-F-A可省力也可费力总是省力的总是费力的小练习判断下列物品属于哪种杠杆？剪刀思考剪刀的支点、力点和阻力点分别在哪里？支点中间的螺丝；力点握把处；阻力点刀刃处答案第一类杠杆钳子思考钳子的支点、力点和阻力点分别在哪里？支点中间的铰链；力点握把处；阻力点前端夹物处答案第一类杠杆钓鱼竿思考钓鱼竿的支点、力点和阻力点分别在哪里？支点握手处；力点手握处上方；阻力点竿尖处的鱼答案第三类杠杆手推车思考手推车的支点、力点和阻力点分别在哪里？支点车轮；力点把手；阻力点车身中部的货物答案第二类杠杆杠杆类型的生活意义工具选择工具设计理解不同类型的杠杆可以帮助我们选择科学家和工程师根据杠杆原理设计各种最适合特定任务的工具例如，需要省工具和机械，以满足不同的需求了解力时选择第二类杠杆，需要速度时选择杠杆类型有助于我们理解工具的设计原第三类杠杆理问题解决当面临需要移动重物或完成特定任务时，了解杠杆原理可以帮助我们找到更聪明、更省力的解决方案通过理解不同类型的杠杆及其特点，我们可以更有效地利用这些简单但强大的机械，使我们的日常生活更加便利第三章杠杆的应用与科学探究杠杆原理不仅存在于理论中，更广泛应用于我们的日常生活在这一章节中，我们将深入探讨杠杆在各种工具和场景中的应用，并通过科学实验来验证和加深对杠杆原理的理解杠杆在工具中的应用剪刀第一类杠杆开瓶器第二类杠杆钓鱼竿第三类杠杆剪刀的中间螺丝是支点，手握处是力点，刀刃是开瓶器的瓶盖边缘是支点，手握处是力点，瓶盖钓鱼竿的握手处是支点，手握上方是力点，竿尖阻力点当我们挤压手柄时，刀刃会闭合，切断中间是阻力点这种结构使我们能够轻松撬开紧是阻力点这种结构使钓鱼者能够将鱼线抛得更物体固的瓶盖远这些日常工具巧妙地应用了杠杆原理，使我们能够更轻松、更有效地完成各种任务通过识别工具中的杠杆元素，我们可以更好地理解和使用这些工具杠杆与省力的关系力臂与省力支点位置的影响力臂是力点到支点的距离，阻力臂是阻力点到支点的距离当力臂大于支点的位置决定了杠杆的类型和效果阻力臂时，杠杆起到省力作用；当力臂小于阻力臂时，杠杆起到省距离支点靠近阻力点省力•=或增加速度的作用支点靠近力点省距离增加速度•=/根据物理学原理支点居中平衡效果•=理解支点位置对杠杆效果的影响，有助于我们更有效地使用杠杆工具，或设计解决特定问题的杠杆装置这个公式解释了为什么杠杆能够放大或减小力的作用力臂长度与杠杆效果力臂的长度对杠杆的省力效果有着决定性的影响下面是不同力臂长度对杠杆工作效果的影响长力臂，短阻力臂当力臂长而阻力臂短时，杠杆具有最大的省力效果例如，长柄的撬棍可以轻松撬起重物短力臂，长阻力臂当力臂短而阻力臂长时，杠杆会增加移动的距离和速度，但需要更大的力例如，钓鱼竿可以将鱼钩抛得很远等长力臂和阻力臂当力臂和阻力臂等长时，杠杆既不省力也不省距离，但可以改变力的方向例如，平衡的翘翘板小实验改变支点位置，感受用力变化准备材料一把直尺（厘米长）和一个橡皮擦（作为要移动的物体）30实验设置将橡皮擦放在尺子一端，用铅笔作为支点放在尺子下方实验步骤首先将支点放在距离橡皮擦厘米处，用手按压尺子另一端，感受需要的力

1.5然后将支点移至距离橡皮擦厘米处，再次感受所需的力

2.10最后将支点移至距离橡皮擦厘米处，感受所需的力

3.15观察结果当支点越靠近橡皮擦（阻力点）时，我们需要的力就越小，但移动的距离也越小；当支点越远离橡皮擦时，我们需要的力就越大，但移动的距离也越大杠杆的科学探究活动设计挑战1设计一个能够举起小玩具或橡皮擦的杠杆装置要求使用教室里的简单材料铅笔、尺子、卡纸、橡皮筋等实验要求记录不同支点位置下需要的力的大小（可以用感觉描述）•2测量物体被举起的高度•分析支点位置与省力效果的关系•确定你的杠杆属于哪一类杠杆•记录与分析在表格中记录以下数据支点距离阻力点的距离3•支点距离力点的距离•举起物体所需的力的感觉（非常轻松、轻松、费力、非常费力）•物体被举起的高度•小组讨论根据实验结果，讨论以下问题4如何设计杠杆才能用最小的力举起物体？•如何设计杠杆才能使物体移动最远距离？•生活中哪些工具采用了类似原理？•杠杆与其他简单机械的联系简单机械家族简单机械的共同点杠杆是简单机械的一种，其他简单机械所有简单机械都有以下共同特点包括它们可以改变施加力的大小或方向•滑轮改变力的方向或大小•-它们不会创造能量，只是转换能量•轮轴放大力或速度•-它们通常遵循省力费距离或费力省•斜面使物体上升更容易距离的原则•-楔子用于分离物体它们在日常生活和工业中广泛应用•-•螺旋将旋转运动转换为线性运动•-简单机械可以单独使用，也可以组合使用形成复杂机械理解这些基本机械原理，是理解现代机械工作原理的基础简单机械在生活中的应用杠杆滑轮齿轮剪刀、钳子、撬棍、开瓶器等日常工具旗杆、起重机、窗帘拉线等都利用滑轮自行车、时钟、搅拌器等设备都使用齿都利用杠杆原理工作杠杆允许我们用工作滑轮可以改变力的方向，多个滑轮传递力和运动齿轮可以改变旋转方较小的力移动较重的物体，或改变力的轮组合可以显著减小提升重物所需的力向、速度和力矩，使机械工作更有效率方向杠杆知识小测验问题杠杆的三部分是什么？1杠杆的三个基本部分是支点（杠杆的转动点）、力点（施力的位置）和阻力点（被移动物体的位置）问题第一类杠杆的支点在哪里？2第一类杠杆的支点位于中间，力点和阻力点分别位于杠杆的两端例如剪刀和翘翘板问题杠杆如何帮助我们省力？3当力臂（力点到支点的距离）大于阻力臂（阻力点到支点的距离）时，杠杆会放大我们施加的力，使我们能够用较小的力移动较重的物体问题举例说明第二类和第三类杠杆4第二类杠杆例子手推车、开瓶器、坚果夹第三类杠杆例子钓鱼竿、扫帚、人的手臂杠杆的历史小故事古代杠杆应用阿基米德与杠杆早在公元前年，古埃及人就利用杠杆原理建造了金字塔他们使3000用长木棍作为杠杆，配合滑轮和斜坡，移动和抬起巨大的石块中国古代也有记载使用杠杆原理的衡器（天平）进行贸易交换中的计量，以及利用杠杆原理设计的各种工具公元前世纪，古希腊科学家阿基米德系统地研究了杠杆原理，并提出了3著名的杠杆定律他曾说过这句名言给我一个支点，我能撬动地球！这句话生动地展示了杠杆的强大力量理论上，如果有足够长的杠杆和一个坚固的支点，确实可以移动任何重物杠杆的未来应用现代机械中的杠杆设计机器人技术中的杠杆虽然现代机械看起来复杂，但许多仍机器人的机械臂和关节大量应用杠杆然基于杠杆等简单机械原理例如，原理工程师通过精确设计杠杆系统，挖掘机的机械臂就是一系列杠杆的组使机器人能够精确控制力量和运动合，使其能够轻松移动大量土壤现代汽车的制动系统也利用杠杆原理，微型机器人中的微型杠杆可以在极小将踏板的力放大传递到刹车片上的尺度上操作，用于医疗、电子制造等领域智能杠杆系统未来的杠杆工具可能会整合传感器和人工智能，根据任务自动调整支点位置或力的应用，以达到最佳效果可穿戴设备中的微型杠杆系统可能会帮助人们更轻松地完成日常任务，或帮助残障人士增强身体能力课堂互动你能设计一个新型杠杆工具吗？小组讨论分成人小组，讨论以下问题3-4生活中有哪些问题可以用杠杆工具解决？•现有的杠杆工具有什么可以改进的地方？•如何设计一个全新的杠杆工具来解决特定问题？•创意设计在纸上草绘你的杠杆工具设计，并标注工具的用途•支点、力点和阻力点的位置•工具的材料和尺寸•工具的优势和创新点•模型制作使用教室提供的材料（纸板、筷子、橡皮筋、胶带等）制作简单模型，展示你的杠杆工具如何工作成果分享每个小组向全班展示自己设计的杠杆工具，解释工具解决了什么问题•它如何应用杠杆原理•它与现有工具的不同之处•复习与总结三种杠杆类型杠杆的定义和组成第一类支点在中间（剪刀、翘翘板）第二类阻力点在中间（开瓶器、手推车）第三类力杠杆是一种简单机械，由支点、力点和阻力点点在中间（钓鱼竿、人的手臂）三部分组成它能帮助我们用更小的力完成更大的工作杠杆原理力臂与阻力臂的比例决定了杠杆的省力效果力臂越长，省力效果越明显支点位置影响力的传递效果科学探究实际应用通过实验，我们可以验证杠杆原理，探索力臂长度和支点位置对杠杆效果的影响杠杆广泛应用于日常工具和机械中，帮助我们省力、改变力的方向或增加移动距离课后作业杠杆寻宝在家中或学校里找出至少种使用杠杆原理的物品或工具拍照或画出这5些物品，并注明它们属于哪一类杠杆杠杆示意图选择其中种找到的杠杆工具，画出它们的示意图，并清楚标注出支点、3力点和阻力点的位置杠杆分析选择你最喜欢的一种杠杆工具，写一段话（字）解释它是如何工50-100作的，以及为什么它的设计能够帮助我们完成特定任务创新设计（选做）思考如何改进现有的杠杆工具，或设计一个全新的杠杆工具画出你的设计草图，并说明它如何应用杠杆原理感谢聆听！让我们用杠杆的力量，轻松完成大任务！杠杆原理不仅是科学知识，更是解决问题的智慧通过今天的学习，希望大家能够在日常生活中更好地识别和运用杠杆，用聪明的方法而不是蛮力来完成各种任务记住阿基米德的话给我一个支点，我能撬动地球！现在，你们也拥有了这个撬动世界的智慧！。