12.1 杠杆 第1课时 杠杆及其平衡条件 学案 2023-2024学年人教版八年级下册物理

第1课时 杠杆及其平衡条件 学案 知识点1 杠杆的组成 新知·预习 人类很早以前就学会使用杠杆了。丽辉煌的咸阳宫曾蔚然矗立于八百里秦川。司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。下图就是我们的祖先在建造宫殿时的情景。你能讲出其中的道理吗？ 1、________________________________________________________________，叫做杠杆，该硬棒围绕转动的点叫支点，用字母________表示，力臂是从________到________________________的距离. 2、使杠杆转动的力叫________，用字母________表示；阻碍杠杆转动的力叫________，用字母________表示；从支点到动力作用线的垂直距离叫________，用字母________表示；从支点到阻力作用线的垂直距离叫________，用字母________表示. 阻力l2 阻力臂l2 动力l1 动力臂l1 O 注意: （1）“硬棒” 是指在力的作用不发生形变。 （2）杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。 专项·解析 力臂的画法 （1）确定支点O。先假设杠杆转动， 则杠杆上相对静止的点即为支点。 （2）确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向分别画直线或反向延长线，即动力、阻力的作用线。 （3）从支点作动力、阻力作用线的垂线 （4）标垂足，定力臂 F2 B O A F1 B F2 O F1 A l1 l2 判断下面画的力臂是否正确，错误的指出原因。 l F × l F × × 错因：不是作用点到支点的距离 错因：不是支点到作用线端点的距离 l F × 错因：不是垂足到作用点的距离 名师·总结 1、杠杆七要素：三点(支点、动力作用点、阻力作用点)、两力(动力、阻力)、两臂(动力臂、阻力臂). 2、力臂画法：一找点，二画线(力的作用线)，三作垂线段. 典例·解读 典例1、如图，杠杆处于静止状态，请画出力臂l1对应的力F1。 跟踪·练习 1、请画出拉力F的力臂。 2、如图所示，轻质杠杆平衡，请画出动力F1的力臂l1。 3、如图所示，重为G的物体放在水平面上，用力F使其翻转，请画出物体重力示意图和力F的力臂。 F 知识点2 杠杆的平衡条件 新知·预习 1.杠杆的平衡状态是指杠杆处于________________状态或________________状态。 2.杠杆的平衡条件是________________。 实验·探究 实验探究：杠杆的平衡条件： 实验器材：__________________________________________. 实验步骤： 把杠杆支在支架上，调节平衡螺母，使杠杆______________平衡； 思考：怎么调？调到水平平衡的目的是什么？ 调节方法：杠杆哪端高，就向哪端调节平衡螺母。目的：保证力臂沿杠杆，便于测量力臂。 目的：①保证力臂沿杠杆，便于测量； ②消除杠杆自身重力对实验结果的影响。　 （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。 目的：避免结论的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍性规律 （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，再多做几次实验。 （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。 实验次数 动力(N) 动力臂(cm) 动力×动力臂(N·cm) 阻力(N) 阻力臂(cm) 阻力×阻力臂(N·cm) 1 2 3 4 ⑥算出四次实验中动力×动力臂及阻力×阻力臂的数值，比较计算结果，归纳可得：杠杆的平衡条件是_____________________。 名师·总结 在探究杠杆的平衡条件时，要调节平衡螺母，使杠杆在水平方向平衡，这样便于直接从杠杆上读出力臂长. 注意：（1）应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同。 （2）杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。 典例·解读 典例2、如图所示，小勇利用铁架台，带有均匀刻度的杠杆，细线，弹簧测力计，钩码若干（每个钩码质量相同）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。 （1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于________（选填“平衡