第十二章 简单机械（单元知识清单）-【上好课】八年级物理下册同步备课系列（人教版）

第十二章 简单机械（知识清单） 第1节 杠杆 知识清单 1 杠杆 2 杠杆的平衡条件 3 生活中的杠杆 一、杠杆 1. 杠杆：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。 2. 描述杠杆特征的五个要素 以用撬棒撬物体为例进行分析讲解。 （1）描述杠杆的“五要素” ①支点：杠杆绕着转动的点O； ②动力：使杠杆转动的力F1； ③阻力： 杠杆转动的力F2； ④动力臂：从支点到动力 的距离l1； ⑤阻力臂：从 到阻力作用线的距离l2。 注意：“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所画的直线，不是支点到作用点的距离。 （2）透析杠杆五要素 ①支点： 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，支点位置 改变。（以上均选填“一定”或“可能”） ②动力与阻力：作用点 在杠杆上（选填“一定”或“可能”），分别使杠杆向 方向转动（选填“相反”或“相同”），动力和阻力是相对的，一般把人对杠杆施加的作用力称为动力。 ③力臂：是支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离；力臂 在杠杆上（选填“一定”或“不一定”），如图中l1、l2；若力的作用线过支点，则力臂为 。 （3）力臂的画法 步骤 画法 图示 第一步： 确定支点O 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 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 二、杠杆的平衡条件 1. 杠杆平衡 当杠杆在动力和阻力的作用下 或匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。 2. 探究杠杆的平衡条件 【提出问题】杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？ 【实验设计】 （1）杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力臂和阻力臂共同决定的。为了研究其平衡条件，可以在杠杆处于平衡状态时，分别测出 F1、 F2、 l1和 l2，然后经过大量的数据对比，归纳出其平衡条件。 （2）实验器材：杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计。 【进行实验】 （1）把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 甲 乙 （2）如图（a）所示，在杠杆两边挂不同数量的钩码，把支点右边的钩码对杠杆的作用力当作动力F1，支点左边的钩码对杠杆的作用力当作阻力F2。调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡，将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2的实验数据填入表中。 （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，使杠杆在水平位置重新平衡，再做几次实验。 （4）如图（b）所示，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记录在表格中。 （5）实验数据 实验次数 动力 F1/N 动力臂l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 1 2 10 1 20 2 3 10 2 15 3 4 5 1 20 【分析论证】实验结果表明，动力臂越长，需要的力越 ；动力臂越短，需要的力越 。二者之间是 关系。 【实验结论】杠杆的平衡条件是： 。 【交流与评估】 ①杠杆在水平位置静止的目的：一是使杠杆的 在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响。二是便于直接读出 。 ②多次测量获得多组实验数据的目的：避免偶然性，获得 性的结论。 ③在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，挂钩码后， 再调节平衡螺母。 ④弹簧测力计要沿竖直方向施加力的目的：便于直接从杠杆上读出力臂。 如图（a）所示，弹簧测力计沿竖直方向施加力时，力臂l1= cm，可以直接读出。如图（b）所示，弹簧测力计不沿竖直方向施力，力臂为l2＜10cm，不能直接从杠杆上读出。 3. 杠杆的平衡条件 （1）杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式表示： ，这就是阿基米德发现的杠杆原理。 （2）注意： ①杠杆是否平衡，取决于力和力臂的 ；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。 ②注意单位统一：在应用杠杆平衡条件时动力和阻力的单位要统一（单位用N），动力臂和阻力臂的单位也要统一（单位用m或cm）