(教参)第10章 第1节 科学探究：杠杆的平衡条件-【提分教练】2022-2023学年八年级物理全一册同步(沪科版)

机械与人 第一节　科学探究：杠杆的平衡条件 素养目标 1. 知道杠杆是一根能围绕固定点转动的硬棒，知道利用杠杆可以达到省力或者省距离的效果。(物理观念) 2. 根据杠杆的定义确定支点，画出杠杆的力臂。(科学思维) 3. 科学探究总结得出杠杆的平衡条件。(科学探究) 4. 通过实验探究培养猜想与假设和分析与概括的能力。(科学态度与责任) 一、认识杠杆 1. 定义：在物理学中，在　力　的作用下能绕着　固定点　转动的　硬　棒。 2. 五要素 (1)支点：杠杆绕着转动的　固定点　，用字母　O　表示。 (2)动力：使杠杆　转动　的力，用字母　F1　表示。 (3)阻力：　阻碍　杠杆转动的力，用字母　F2　表示。 (4)动力臂：从　支点　到　动力作用线　的距离，用字母　l1　表示。 (5)阻力臂：从　支点　到　阻力作用线　的距离，用字母　l2　表示。 二、杠杆的平衡 3. 杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下　静止　时，我们就说此时杠杆处于平衡状态。 4. 平衡条件：　动力×动力臂＝阻力×阻力臂　，公式：　F1l1＝F2l2　。 三、杠杆的运用 5. 省力杠杆：动力臂　大于　阻力臂，动力　小于　阻力。 6. 费力杠杆：动力臂　小于　阻力臂，动力　大于　阻力。 7. 等臂杠杆：动力臂　等于　阻力臂，动力　等于　阻力。 【判一判】 1. 杠杆一定是直的。 (　×　) 2. 动力臂与阻力臂之和一定大于杠杆的长度。 (　×　) 3. 动力和阻力一定在支点的两侧。 (　×　) 4. 动力和阻力使杠杆转动的方向一定相反。 (　√　) 5. 杠杆可以既省力又省距离。 (　×　) 【填一填】 6. 如图所示是撬石头的撬棒，它的支点是　O　点，动力是　FA　，它是　使　杠杆转动的力，阻力是　FB　，它是　阻碍　杠杆转动的力，动力臂是　lA　，阻力臂是　lB　。因为撬棒的动力臂　大于　阻力臂，所以撬棒是　省力　杠杆。 　认识杠杆 如图所示，钓鱼是一项非常有益的体育运动，下面是使用钓鱼竿钓鱼时的情景，请探究回答下列问题。 用钓鱼竿把鱼提起来的时候，钓鱼竿是不是一个杠杆？为什么？ 答案：钓鱼竿是杠杆，因为它在力的作用下能围绕固定点转动。 如图甲，使用钓鱼竿钓鱼的时候，哪个手和钓鱼竿接触的地方是支点？哪个手施加动力，哪个力是阻力？ 答案：后面的手和钓鱼竿接触的地方是支点。前面的手施加的是动力，鱼线对钓鱼竿向下的拉力是阻力。 请在图乙中画出钓鱼竿所受阻力F2和动力F1的力臂l1。 答案：如图所示。 如图为用自行车手闸刹车的情景，图中关于该手闸使用时杠杆的示意图正确的是(　A　) 　　 A　　　　　　B 　 C　　　　　　　D 作出某力的力臂的步骤：首先找出支点，其次作出对应力的作用线(用虚线)，最后支点到该作用线的距离即为力臂(注意画出垂直符号)。 1. 国庆期间，小明爸爸开了一瓶啤酒表示庆贺，瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，小明用所学知识画了四幅杠杆示意图，正确的是(　C　) 　 A　　　　　　　　B 　　 C　　　　　　　　D 解析：起子可以看作是一个杠杆，其支点O为起子上方小角与瓶盖的接触点，手对起子施加的力F1是动力，作用在起子柄末端，方向向上；瓶盖下沿对起子施加的力F2是阻力，作用在起子下方的小角上，方向向下，故C正确。 2. 如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB。则可以表示力F的力臂的线段是(　B　) A. AB　　B. OA　　C. OB　　D. OC 解析：力臂是过支点O向力F的作用线作的垂线，则图中OA可表示力F的力臂。 3. 请画出图中杠杆动力F的力臂l。 答案：如图所示。 　杠杆的平衡条件 如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置(每个钩码质量为50 g，g取10 N/kg)，请探究回答下列问题。 　　　 本实验中，杠杆怎样才算是平衡？ 答案：杠杆在力的作用下保持静止，我们就说杠杆处于平衡状态。 为什么要调整杠杆在水平位置平衡？图甲中的杠杆应该如何调整？ 答案：调整杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂。图甲中杠杆的右端偏高，应该把杠杆两端的平衡螺母向右调。 实验中为什么需要换用不同的位置多做几次实验？通过实验探究能得出什么结论？ 答案：多做几次实验的目的是避免偶然性，获得普遍规律。实验结论是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式：F1l1＝F2l2。 图乙中在a处挂了两个钩码，在b处需要挂几个钩码？ 答案：设一个钩码的重为G，杠杆上一个小格的长度为L，由杠杆的平衡条件得2G×4L＝nG×2L，解得n＝4，即在b点处挂4个钩码。 如图丙，移动杠杆的支点后，小虎在c点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆在图示位置处于平衡状态，弹簧测力计的示数大于2 N，原因是什么？ 答案：不计杠杆自重