4.1.1 简单机械-杠杆（课件）-2022-2023学年八年级物理下册同步精品课堂（上海沪教版）

沪教版 八年级第二学期物理 4.1.1 简单机械-杠杆 第四章 机械和功 为了方便研究，人们将机械的各种构件归并为杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等，并把它们称为简单机械。 人的力量是有限的，但是人的智慧是无穷的。人们在劳动中经常使用各种机械，使工作更省力、更方便。有的机械很简单，例如，钳子、扳手、螺丝刀等等；有的机械比较复杂，例如，缝纫机、车床、收割机等等。 情景引入：观察 讨论：下列工具工作时有什么共同特征？ 情景引入：思考 这些工具在使用时，有什么共同特点？ 1. 受力的作用 2. 绕固定点转动 3. 比较坚硬 共同特征 铡纸刀 开瓶器 树枝剪 抽水机 一、杠杆 1.定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。 注意: （1）“硬棒” 是指在力的作用不发生形变。 （2）杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。 O l1 2.杠杆五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂 （1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用O表示。 （2）动力：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：从支点到动力作用线的距离，用l1表示。 （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用l2表示。 l2 F1 F2 3. 力臂的画法 l2 l1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 1. 找出支点的位置 3. 从支点作动力、阻力作用线的垂线 2. 确定动力、阻力作用线 4. 标垂足，定力臂 F1 F2 l1 l2 F1 F2 l1 O l2 O 在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。 杠杆在满足什么条件时，才会平衡呢？ 画出图中杠杆各力的力臂。 1.杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下处于静止状态或匀速转动状态时，我们说杠杆平衡了。 观察 杠杆平衡 (1)(a)图是一个平衡的杠杆，移动一边钩码的悬挂点，会产生什么现象？ (2)如(b)图所示，用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，这时会产生什么现象？为什么会发生这样的现象？ 结论：杠杆平衡不仅与动力和阻力的大小有关，还与力的作用点及方向有关。 二、杠杆的平衡条件 杠杆的平衡条件 提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？ 我觉得通过改变装置两边的钩码的位置和个数,使杠杆保持平衡,就可以探究杠杆的平衡条件了. 对!那杠杆两边的螺丝是起什么作用的？ 一定是开始不挂钩码时，用来调节杠杆平衡的吧。 实验探究 实验装置 杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台 实验器材: 测量的物理量: 动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2 (1)调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平平位置平衡。 (怎么调？调到水平平衡的目的是什么？) 实验步骤： ①哪端高，就把平衡螺母向哪端调节，或者杠杆向哪边偏，就把平衡螺母向反方向调节。 ②使杠杆在水平位置平衡的原因有两个：一是可直接从杠杆上读出力臂的大小；二是消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响。 (3) 把支点左边的钩码重当作动力F1，支点右边的钩码重当作阻力F2，读出动力臂L1和阻力臂L2,将各数值填入表格中。 (2) 在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？） 此时不能再调平衡螺母 (4) 改变钩码的个数，再做三次，将结果填入表中。 （为什么要多次实验?） 避免偶然性，得出普遍规律 把实验数据填入表格： (5)求出各次实验中,动力×动力臂与阻力×阻力臂的值,并加以比较. 视频——杠杆平衡条件的探究 视频——蜡烛跷跷板 分析论证、得出杠杆的平衡条件是： F1·L1=F2·L2 实验结论： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 即： 例题：据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如图所示）。测量时利用了一根长度为12m的槽钢作为杠杆。如图乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数F1为200N。测得L1为6m，L2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。 解：如图所示：F1=200N，l1=6m，l2=4cm＝0.04m O l1＝6m l2＝4cm F1＝200N F2=？ 由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得： = F1L1 L2 = 200 N×6 m 0.04 m =3×104 N F2 大象所受的重力:G2=F2=3×104 N 大象的质量为： m = G g = 10 N/kg 3×104 N =3×103 kg = 3t 例题：图中杠杆质地均匀，每个钩码重0.5 N，下列操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是（杠杆上有等间隔的刻度）（ ） D 古代舂米 古代打水 我国