第十二章 简单机械 第1节 杠杆 2022-2023学年人教版物理八年级下册

第1节 杠杆 第十二章 简单机械 铡纸刀 开瓶器 这些工具在使用时，有什么共同特点？ 它们工作时，能绕一个固定点转动。 树枝剪 抽水机 想一想 观察下面几幅图，你有什么发现？ 想一想 古埃及人建造金字塔时利 用简单机械搬动巨大石块 我国古代利用桔槔在井上汲水 古人借助工具的目的是什么？ 想一想 1.认识杠杆，能分清杠杆的五要素。 2.通过实验，探究杠杆的平衡条件及应用。 3.知道省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点。 4.知道杠杆在生活中的应用，会利用杠杆知识解决问题。 目标与任务 1.定义： 在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。 杠杆的概念 一 钢丝钳 杆秤 瓶盖起子 道钉撬 火钳 独轮车 2.杠杆五要素： F2阻力 L1动力臂 L2阻力臂 (动力作用线) (阻力作用线) O支点 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 支点到动力作用线的垂直距离 支点到阻力作用线的垂直距离 F1动力 支 点(O)：杠杆绕着转动的点。 动 力(F1)：促使杠杆转动的力。 阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力。 动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离。 阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离。 (力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线) F2 B O A F1 3.作力臂的方法 找出支点的位置 从支点作动力、阻力作用线的垂线 确定动力、阻力作用线 标垂足，定力臂 F2 B O A F1 l2 l1 1.杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡。 问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？ 杠杆的平衡条件 二 2.探究杠杆的平衡条件 保证力臂沿杠杆，便于测量。　 实验操作： （1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。 问题：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？ （2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。 （3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。 （4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。 　杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。 次数 动力F1/N 阻力F2/N 动力臂l1/m 阻力臂l2/m 1 2 3 4 5 6 我国古代的简单机械(杠杆) 我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的，因此简单机械的成就也是辉煌的，杠杆的应用非常广泛。 对于杠杆，在《墨经》中科学地叙述了其平衡原理，“相衡，则本短标长”。这里的“本”是指靠近支点一边的杆，“标”是指靠近重锤一边的杆。如果两边平衡，杠杆一定是水平的，被测重物一边杆短，重锤一边杆长。又说“两加焉，重相若，则标必下，标得权也”，这就是说杠杆平衡后，两边加相等的重物，平衡会被破坏，标这一边必然下降，这叫做“标得权”。从以上论述可以看出，墨家用确切的语言阐述了不等臂杠杆的科学原理。 思考 它们有什么共同特点？ 起重机 钳子 思考 F1 F2 动力臂l1 阻力臂l2 O 由 F1l1=F2l2 ∵l1 〉l2 ∴F1〈 F2 这是省力杠杆 省力杠杆 生活中的杠杆 三 1.省力杠杆： 动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。 在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？ 我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？使用省力杠杆，虽然省了力，但却费了动力作用点移动的距离。 F2 F1 动力臂l1 阻力臂l2 O 由 F1l1=F2l2 ∵l1 〈 l2 ∴F1 〉 F2 这是费力杠杆 费力杠杆 请注意观察，赛艇的船桨在划水时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？ 　 使用费力的杠杆，有什么好处呢？ 2.费力杠杆： 动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。 在生活中，你还发现了哪些工具是费力杠杆？ 使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。 3.等臂杠杆： 动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。 物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆。 托盘天平 物理天平 阿基米德是两千多年前古希腊杰出的科学家，他有一句豪言壮语：“给我一个支点和一根足够长的棍子，我就可以撬动地球。”你认为他是在吹牛吗？阿基米德说的是 不是“大话”，他的愿望能实现么？ 给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。 ——阿基米德 思考 杠杆类型 特点 优点 缺点 应用 省力