11.1 杠杆第一课时：杠杆的认识及平衡 2023－2024学年教科版物理八年级下册

第十一章 机械与功 第1节 杠杆——杠杆的认识及平衡 人的力量是有限的，但人类的智慧是无穷的，人类在漫长的历史中，创造了各种各样的工具，使工作更省力、更方便，这些工具统称为机械. “给我一个立足点和一根足够长的硬棒，我就能移动地球。” ——阿基米徳 情景导入 这些工具在使用时，有什么共同特点？ 它们工作时，能绕一个固定点转动. 树枝剪 抽水机 铡纸刀 开瓶器 链接 新课导入 杠杆是最简单的机械.只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看做杠杆. o 支点：杠杆绕着转动的支撑点O 动力：使杠杆转动的力F1 阻力：阻碍杠杆转动的力F2 杠杆 一 进行新课 F1 F2 复杂的机械是由简单的机械组成的.蒸汽机、内燃机、挖掘机、起重机等许多机器中都包含了各式各样的杠杆. 挖掘机利用杠杆来控制翻斗 塔式起重机的吊臂是杠杆 进行新课 支点(O )：杠杆绕着转动的点. 动力(F1 )：促使杠杆转动的力. 阻力(F2 )：阻碍杠杆转动的力. 动力臂(L1 )：从支点到动力作用线的距离. 阻力臂(L2 )：从支点到阻力作用线的距离. F1 F2 L1 o L2 为了便于描述，我们引入力臂的概念.如下图所示，通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线.从支点到力的作用线的距离叫做力臂. ①杠杆五要素： 进行新课 L2 L1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 ②作力臂的方法 找出支点的位置 从支点作动力、阻力作用线的垂线 确定动力、阻力作用线 标垂足，定力臂 进行新课 画出图中杠杆上各力的力臂 F1 F2 L1 L2 F1 F2 L1 O L2 O 进行新课 1.杠杆平衡：当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时， 杠杆将处于平衡状态，这种状态叫做杠杆平衡. 观察：杠杆的平衡 ①右图是一个平衡的杠杆，移动一边钩码的悬挂点，会产生什么现象？ 杠杆的平衡条件 二 杠杆会倾斜，不再处于平衡状态. 演示实验 ②如下图所示，用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，这时会产生什么现象？ 实验表明，杠杆的平衡不仅与动力和阻力的大小有关，还与力的作用点及力的作用方向有关. 杠杆会倾斜，不再处于平衡状态. 演示实验 探究杠杆的平衡条件 提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？ 进行新课 猜想与假设：类似于二力平衡条件，杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂可能存在某些数学运算相等的关系. 假设一： F1＋L1=F2+L2 假设二： F1－L1=F2 －L2 假设三： F1/L1=F2/L2 假设四： F1×L1=F2 × L2 F1 F2 O L1 L2 实验器材： 杠杆平衡实验装置、钩码. 实验步骤： ①调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡(便于测量力臂).②给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡.这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量.把支点右边的钩码重量当作动力F1，支点左边的钩码重量当作阻力F2；量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把相应的数值填入表中. 链接 进行新课 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，再做几次实验. 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 1 0.5 2 1 1 2 1 2 2 1 3 2 1 0.5 4 进行新课 数据分析： 由表格中的数据可知，动力与动力臂的乘积恰好等于阻力与阻力臂的乘积. 杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂. 结论： F1L1=F2L2 它的含义：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就 是阻力的几分之一. 进行新课 杠杆 定义：在力的作用下，能绕固定点转 动的硬棒，叫做杠杆 杠杆的五要素 杠杆的平衡条件 F1L1=F2L2 支点(O )、动力(F1)、阻力(F2)、动力臂(L1)、阻力臂(L2) 知识小结 1.杠杆在动力和阻力作用下已处于平衡状态，采用下列办法不能使杠杆继续平衡的是（　 ） A.对杠杆再施加一个力，这个力的作用线通过支点； B.对杠杆再施加一个力，使这个力作用在杠杆的中心； C.使动力和阻力同时增大为原来的2倍； D.使动力臂和阻力臂同时减小为原来的1/2倍。 B 课内训练 2.如图所示，用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块.若撬棒C点受到石块的压力是1500 N，且AB=1.5 m，BC=0.3 m 、CD=0.2 m，则要撬动该石块所用的力最小应为（ ） A.500 N B.300 N C.200 N D.150 N D 课内训练 3.如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列