12.1 杠杆------2023～2024学年人教版物理八年级下册

第十二章 简单机械 一、杠杆 认识杠杆 认识杠杆 1、杠杆: (1)概念: 一根硬棒在力的作用下可绕一固定点O转 动,这根硬棒就是杠杆 (2)杠杆的几个要素: 支点(O): 杠杆绕着转动的点。 杠杆必须有支点,且支点必在杠杆上 动力(F1): 使杠杆转动的力 阻力(F2): 阻碍杠杆转动的力 这两个力都作用在杠杆上 力臂(L) : 从支点到力的作用线的垂直距离 动力臂(L1): 阻力臂(L2): 从支点到动力的作用线的垂直距离 从支点到阻力的作用线的垂直距离 O F1 F2 L1 L2 F1 F2 o 学生练习作力臂 力臂的作法 1.找出支点O 2.沿力的方向作出力的作用线 3.从支点向力的作用线作垂线段,并标出符号。 支点O 动力臂l1 阻力臂l2 动力F1 阻力F2 力臂的作法 杠杆示意图的作法 O l1 F1 l2 F2 1.找支点 2. 作力的作用线 3. 作力臂 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 O 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 O 杠杆示意图的作法 F1 O O F1 F2 F2 l1 l2 l2 l1 夹子 O F1 F2 L1 L2 生 活 中 的 杠 杆 剪刀 O F1 F2 L1 L2 生 活 中 的 杠 杆 探究杠杆的平衡条件 物体的平衡状态 杠杆的平衡状态 保持匀速直线运动 保持静止 保持匀速转动 保持静止 A B A、B两图中的杠杆处于静止状态,实验时采用哪幅图?为什么? 讨论: 实验时,使杠杆在水平位置平衡,好处:便于在杠杆上直接读出力臂的大小。 C D 探究杠杆的平衡条件 在实验前,是否也要调节杠杆在水平位置平衡?为什么? 讨论: 实验前,使杠杆在水平位置平衡,为了避免杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响。 实验探究:杠杆的平衡条件 1 、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? 实验探究 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。 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。这是杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量。 3. 制定计划与设计实验: 杠杆的平衡条件是: 分析与论证 动力 动力臂=阻力 阻力臂 公式表示为:F1 L1=F2 L2 这就是阿基米德发现的杠杆原理。 实验结论 上面的关系也可以写成下面的形式: 阻力 动力臂 动力 阻力臂 或 F1 L2 F2 L1 动力 阻力臂 阻力 动力臂 或 F1 L2 F2 L1 杠杆两端可调节的平衡螺母,起什么作用? 为什么要求杠杆静止时,在水平位置? 平衡螺母调节杠杆自身的平衡。 力臂的数值在杠杆上可以直接读出或量出。 6.交流与合作: 挂钩码后,能不能再调节平衡螺母? 不能。 杠杆平衡条件: 探究杠杆的平衡条件 动力 动力臂=阻力 阻力臂 F1L1=F2L2 O l1=9m l2=7cm F1=200N F2 杠杆的平衡条件应用 例题: 由F1l1=F2l2 得: 解: F2 = F1 l1 l2 = 200N 9m 0.07m =2.57 104N m = F2 g = 10N kg—1 2.57 104N =2.57 103kg = 2.57t 2.钢丝钳涉及的物理知识 ① 钳口粗糙 ②胶把有花纹 ③钳口、刀口面积小 ④整把钳 ⑤胶把是橡胶 增大摩擦 增大摩擦 增大压强 省力杠杆 绝缘 1.省力杠杆: 动力臂大于阻力臂,动力小于阻力。 杠杆的分类 请对下列器具应用的杠杆进行分类: 费力杠杆 生活 物理 社会 生活中的剪刀 思考:什么情况下,人们会选用费力杠杆? 使用费力杠杆有什么好处? 当阻力比较小时,人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会省距离,很方便。 F2 O L1 请在图中画出力F1和F2的力臂L2 知道力作力臂;给你力臂画出力也是一样的 有一根自重可以忽略的杠杆,长度为1m,挂在前端的物重50N,后端的物重200N.试问: ① 支点会在哪儿杠杆才会平衡。②若两端所挂重物各增加50N,支点应在哪儿才会平衡。 解(1)设支点在离前端l1m处,则l2=1-l1 由F1l1=F2l2得 50l1=200(1-l1 ) 解之得 l1=0.8m 解(2)设支点在离前端l1m处,则l2=1-l1 由F1l1=F2l2得 100l1=250(1-l1 ) 解之得 l1=0.71m 即支点左移0.8m-0.71m=0.09m 1.下列工具在正常使用中,属于费力杠杆的是 ( ) [练一练] A.启瓶器 B.切纸铡刀 C.食品夹 D.羊角锤 2.小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时,他把杠杆挂在支架上,发现左端向下倾斜。 (1)若使杠杆在 位置平衡,需把平衡螺母向