12.1 杠杆 2023-2024学年人教版八年级物理下册

探索 物理 Exploring physics 1 第1节 杠杆 第十二章 简单机械 2 导入 我们的祖先在建造咸阳宫殿时利用木棒搬动巨大木料，为什么劳动者利用木棒搬动巨大木料呢？ 3 一、杠杆 结合生活实际，分析总结以下工具的共同特性。 4 一、杠杆 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。 （最简单的机械之一） 说明：杠杆不一定是直棒，只要在力的作用下不容易变形的各种形状的物体都可作为杠杆。 5 一、杠杆 杠杆的五要素 （1）支点：杠杆可以绕其转动的点O。 注意：①支点一定在杠杆上； ②同一杠杆，使用方法不同，支点位置也可能不同。   （2）动力：使杠杆转动的力F1。 说明：人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力。   （3）阻力：阻碍杠杆转动的力F2。 说明：阻碍杠杆按照需要方向转动的力。 6 一、杠杆 （4）动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离l1。 力的作用线：通过力的作用点沿力的方向所引的直线。 注意：若力的作用线恰好通过支点，则力臂为零。 （5）阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离l2。 7 一、杠杆 力臂作图的思路： （1）找出支点O。 （2）找出动力/阻力。 （3）画出动力臂/阻力臂；以支点为起始点，作出力的作用线的垂线段。 （力臂与力相互垂直，画出垂直符号） 8 一、杠杆 动力和阻力的注意事项： ①力的作用点一定在杠杆上（杠杆为受力物体）； ②如果需要延长力的方向，可画出力的作用线作为辅助线（虚线）； ③明确动力与阻力的大小关系，从而明确力的示意图的长短关系， 力的示意图的长短表示力的大小。 一、杠杆 力臂的表示方式： 10 一、杠杆 小试牛刀： 1.如图所示，把物体A、B分别放在杠杆两端，杠杆左端下沉，则动力是（ ） A．物体A的重力 B．物体B对杠杆的压力 C．杠杆对物体B的支持力 D．物体A对杠杆的压力 D 11 一、杠杆 2.如图为用瓶起开启瓶盖的情景，关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的是（ ） D 12 一、杠杆 3.试在图中画出汽车刹车踏板上动力F1的力臂和阻力F2的力臂。 13 一、杠杆 4.如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂l。 14 二、杠杆平衡的条件 当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。 这种平衡与二力平衡的情况是不同的，影响杠杆平衡的因素有哪些呢？ 15 二、杠杆平衡的条件 回忆一下，推门时，推力作用的位置不同，作用的效果也不一样，越靠近门轴越费力；看来，推动杠杆的效果可能与动力大小、动力臂长短有关。 猜想一下，杠杆平衡可能与哪些因素有关？ 动力和阻力的大小、动力臂和阻力臂的长短 16 二、杠杆平衡的条件 实验：探究杠杆的平衡条件 实验设计思路：因为杠杆平衡可能与动力和阻力的大小、动力臂和阻力臂的长短有关，所以可以在杠杆处于平衡状态时，分别测出动力和阻力的大小、动力臂和阻力臂的长短，然后经过大量数据对比，归纳出杠杆的平衡条件。 17 二、杠杆平衡的条件 实验步骤： （1）杠杆放置水平桌面上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。（左沉右调，右沉左调） （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。 （杠杆两侧受到的动力F1与阻力F2分别等于各自钩码所受的重力） 18 二、杠杆平衡的条件 （3）测量出杠杆平衡时，动力F1、阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2的数值，并填入表格中。 （4）改变杠杆两侧钩码的个数（动力和阻力的大小），并改变钩码在杠杆上的位置（动力臂和阻力臂的长短），再次使杠杆达到水平的平衡，再做几次实验。（实验次数3～6次） 19 二、杠杆平衡的条件 实验数据记录表： 分析表中的数据，找出它们之间的关系。 力臂越长，需要的力越小；力臂越短，需要的力越大；力和力臂之间很可能是反比的关系。 进一步分析动力×动力臂和阻力×阻力臂之间是否存在某种关系？（计算并填入表内） 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 动力×动力臂 阻力F2/N 阻力臂 l2/m 阻力×阻力臂 1 　 　 　 　 　 　 2 　 　 　 　 　 　 3 　 　 　 　 　 　 … 　 　 　 　 　 　 开始实验！ 20 二、杠杆平衡的条件 杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 （杠杆原理） 21 二、杠杆平衡的条件 一开始要调节杠杆水平位置平衡的目的是？ ①实验前，避免杠杆自身重力对实验的影响。 （让杠杆的重心和支点刚好在同一竖直线上，杠杆重力的力臂为0） ②实验过程中，方便力臂的读取。 （杠杆上刻度的长度刚好等于力臂的长度） 进行多次实验的目的是