第十章 第一节 科学探究：杠杆的平衡条件-【教材解读】2024春八年级下册物理（沪科版)

１４２　 第十章　机械与人 第一节　科学探究:杠杆的平衡条件 生活中的杠杆 杠杆可以是直的,也可以 是弯的,可以是方的,也可以 是圆的,但一定是“硬”的. 是点到线的距离而非点到点 的距离，此处易出错。 知识点一　认识杠杆 １．杠杆:在力的作用下能绕着固定点转动 的硬棒就是杠杆. ２．杠杆的五要素 (１)概念 (２)理解 ①支点 支点一定在杠杆上,可以在杠杆的一端,也可以在杠 杆的其他位置.同一杠杆,使用方法不同,支点的位 置也可能不同,在杠杆转动时,支点的位置是固 定的. ②动力和阻力 动力和阻力的作用点都在杠杆上,一般把人对杠杆 施加的作用力称为动力. ③力臂 力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的 作用点的距离;力臂有时在杠杆上,有时不在杠 杆上;力的方向不同,力臂也不同;若力的作用线通过 支点,则力臂为０. 第十章　机械与人 １４３　 【例１】下列关于杠杆的一些说法中,正确的是 (　　) A．杠杆只可以是直的 B．动力臂就是支点到动力作用点的距离 C．杠杆支点一定在杠杆上 D．杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和 思路分析 杠杆可以是直的,也可以是弯曲的;动力臂是 支点到动力作用线的距离;支点是杠杆绕着转动的固 定点,支点一定在杠杆上;力臂是从支点到力的作用 线的距离,力臂不一定在杠杆上,动力臂和阻力臂之 和不一定等于杠杆的长度. 答案 C 杠杆作图 第一步:确定 支点 — 假设杠杆转动, 杠杆上相对静止 的点即为支点 { 第二步:确定 动力和阻力 的作用线 — 从动力、阻力的作用 点沿力的方向(或反 方向)分别画直线, 即为动力、阻力的作 用线(延长部分用虚 线表示) ì î í ï ï ï ï ï ï ïï 第三步:画出 动力臂和阻 力臂 — 从支点向力的作用 线作垂线,支点到 垂足间的距离为 力臂 ì î í ï ï ï ï 第四步:标出 力和力臂 — 用字母标出动力、 动力臂、阻力及阻 力臂 { ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï 【例２】如图所示的杠杆中,O 为支点,请分别画出图中 力F１ 和F２ 的力臂l１ 和l２. 力臂 力臂是支点到 力 的 作 用 线的距离,力的作用线是力所 在的直线. 画力臂的注意事项 (１)力的作用点一定在杠 杆上,但 力 臂 不 一 定 在 杠 杆 上.对于直杠杆而言,当力的 作用线垂直于杠杆时,力臂与 杠杆重合. (２)当表示力的线段比较 短时,可将力的作用线延长, 延长部分要用虚线表示. (３)力臂通常有三种表示 方法. 物理　八年级　下册 １４４　 杠杆的两种平衡状态 　　杠杆不只是在水平静止 时处于平衡状态,倾斜静止时 杠杆也处于平衡状态,只是处 于倾斜平衡状态时测量力臂 不方便. 注意：给杠杆挂上钩码后， 只能通过移动钩码的位置来 实现杠杆的平衡，不能再调 节平衡螺母。 实验注意事项 (１)在挂钩码时,左、右两 侧钩码数量一般不要相同. (２)实验过程中,不能再 调节杠杆两端的平衡螺母,否 则会破坏杠杆原来的平衡. (３)实验时让杠杆在水平 位置平衡的目的:让杠杆的重 心刚好在支点,以消除杠杆的 重力对实验的影响. 思路分析 已知支点为O,延长F２ 的作用线,过点O 作 力F２ 的垂线段l２,再过点O 作力F１ 的垂线段l１, 那么l１、l２ 即为F１、F２ 的力臂. 答案 如图所示. 知识点二　探究杠杆的平衡条件 １．杠杆的平衡状态:当杠杆在动力和阻力 的作用下静止时,或做缓慢的匀速转动 时,我们就说杠杆平衡了. ２．实验:探究杠杆的平衡条件 【实验器材】带刻度的杠杆和支架、钩码、细线. 【设计实验】为了避免杠杆自身重力对实验的影响和便 于测量力臂,实验时使杠杆处于水平平衡状态(如图所 示),在杠杆的不同位置悬挂不同数量的钩码,当杠杆水 平平衡后读出对应的力臂,分析实验数据得出结论. 调法和托盘天 平类似，即杠 杆“左沉右调， 右沉左调”。 【进行实验与收集证据】 (１)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时, 在水平位置平衡.　动力臂和阻力臂可直接从杠杆 上读出，大大方便实验操作。 (２)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位 置,使杠杆重新在水平位置平衡.这时杠杆两侧受到 的作用力分别等于两侧钩码所受的重力. (３)设右侧钩码对杠杆施的力为动力F１,左侧钩码对 杠杆施的力为阻力F２;测出杠杆平衡时的动力臂l１ 和阻力臂l２;把F１、l１、F２、l２ 的数值填入表格中. 第十章　机械与人 １４５　 (４)改变动力F１ 的大小或作用点,相应调节阻力F２ 的作用点至杠杆在水平位置平衡,再做几次实验. 【实验数据记录】避免结论的偶然性，从而找出普遍规律。 实验 序号 动力 F１/N 动力臂 l１/