12.1 杠杆------2023～2024学年人教版物理八年级下册

阿基米德: 给我一个支点和一根足够长的硬棒,就可以翘起整个地球。 12.1 杠杆 第十二章 简单机械 12.1 杠杆 素养目标 1. 认识杠杆,并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂;能从常见的工具和简单机器中识别出杠杆; 2. 通过探究,掌握杠杆的平衡条件,并能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。 3. 认识生活中三类杠杆及其应用。 思考:杠杆都有那些特征? 一、杠杆的定义 一根硬棒,在力的作用下能够绕着固定点转动,这根梗棒就叫杠杆 注意:杠杆可以是直的也可以是弯曲的,但必须是硬的。 杠杆 、杠杆的五要素 二 支 点:杠杆可以绕其转动的点O。 动 力:使杠杆转动的力F1。 阻 力:阻碍杠杆转动的力F2。 动力臂:从支点O 到动力F1作用线的距离l1。 阻力臂:从支点O 到阻力F2作用线的距离l2。 (一点,两力,两臂) F1 F2 动力臂 阻力臂 o F1 F2 l1 l2 O 力臂的画法 杠杆 找点:确定支点O。 1 画线:画出力的作用线。 2 作垂线:从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂。 3 标符号:标出垂直符号、大括号、对应力臂的符号。 4 力的作用线的延长线、力臂要用虚线 三、力臂的画法 牛刀小试:画出下图中各力的力臂,并找出各力对杠杆的作用效果之间的关系 F1 F2 o F1 F2 o L1 L2 o L1 F1 F2 L2 L1 L2 F O 1 L1 F2 L2 1.杠杆是否都是直的? 2.动力和阻力的作用点一定在杠杆上吗? 3.力臂是支点到力的作用点的距离吗? 4.力臂一定在杠杆上吗? 5.若力的作用点不变,但改变力的方向,力臂改变吗? 合作探究 探究杠杆的平衡条件: 二 哪种平衡态更好研究? 杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下静止或缓慢匀速转动时,我们就说杠杆平衡了。 思考 探究杠杆平衡的条件 思考:1、杠杆处于什么位置测量力臂最方便? 2、怎样调节杠杆平衡? 实验前要把杠杆调水平平衡。目的:便于测量力臂。 杠杆两端的平衡螺母就是用于 调节杠杆平衡用的。 调节方法:左高左调,右高右调。 探究杠杆平衡的条件 F1 l1=F2 l2 结论: 杠杆平衡时,动力 动力臂=阻力 阻力臂 杠杆平衡时,杠杆的动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。这就是杠杆平衡的条件。 公式: 或 即:杠杆的动力臂是阻力臂的几倍,杠杆的动力F1就是阻力F2的几分之一。 四、杠杆平衡的条件: 例1 据《杭州日报》报道,2001年6月22日,在杭州动物园,一位物理老师利用杠杠原理,仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了一根长度为12m的钢槽作为杠杠,吊钩固定点O为支点,弹簧测力计示数F1为200N。测得动力臂 L1为 6m,阻力臂L2为4cm。若不计钢槽和铁笼的质量,请估算大象的质量(g取10N/kg)。 F1=200N L1=6m L2=4cm 解: 由F1L1=F2L2 得: F2 = F1L1 L2 = 0.04m 200N 6m m = g G = g F2 = 3 104N 10N/kg =3 104 N =3 103 kg=3t 答:大象的质量约为3t。 F2=? G=mg且F2=G O 例2 如图为探究杠杆平衡条件的实验装置,杠杆平衡时,钩码对杠杆的阻力F2=10N,阻力臂l2=20cm,测力计示数F1=25N,则动力臂l1为( ) A.15cm B.8cm C.50cm D.80cm B 解析:根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2 得动力臂: 【例2】曲杆可绕固定点O转动,在一个最小的拉力F的 作用下,在图1所示位置保持静止,请在图中作出: (1)拉力F的力臂和拉力F的示意图; (2)物体所受重力的示意图。 图1 解析:物体的重力作用在重心,方向 竖直向下。根据此杠杆的形状,从O到A点的距离最大,这是最长的力臂。所以力作用在杠杆的最右端,根据力臂的概念确定力的方向。 F L