10.1科学探究杠杆的平衡条件 课件 2023-2024学年物理沪科版八年级全一册

第一节　科学探究杠杆的平衡条件（一） 第十章　机械与人 杠杆 1. 定义：一根硬棒在力的作用下如果能绕着 　固定点　⁠转动，这根硬棒就叫作杠杆.  固定 点　 2. 杠杆的五个要素： （第2题） （1）支点（O）：杠杆绕着 　转动的点　⁠；（2）动力（F1）： 　促使　⁠杠杆转动的力；（3）阻力（F2）： 　阻碍　⁠杠杆转动的力；（4）动力臂（l1）：从 　支点　⁠到动力作用线的 　垂直距离　⁠；（5）阻力臂（l2）：从支点到 　阻力作用线　⁠的垂直距离.（力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线）  转动的点　 促使　 阻碍　 支点　 垂直距离　 阻力作用线　 3. 画杠杆力臂的方法： （1）找支点；（2）画线（力的作用线）；（3）定距离（力臂的长）. 重点提示：动力、阻力都是杠杆受到的力；支点、动力作用点、阻力作用点都在 　杠杆　⁠上.①正确判断阻力的方向 ；②力臂是指支点到力的作用线的 　垂直　⁠距离.  杠杆　 垂 直　 【小练】 1. 下列有关力臂的说法正确的是（　B　）. A. 力臂就是力的作用点到支点的距离 B. 力臂就是支点到力的作用线的垂直距离 C. 力臂就是动力作用点到阻力作用点之间的距离 D. 力臂不可能等于零 B 2. 如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看成是一个杠杆，则支点、动力作用点、阻力作用点对应的位置正确的是（　C　）. A. B点、A点、C点 B. A点、B点、C点 C. A点、C点、B点 D. C点、A点、B点 （第2题） C 3. （1）如图甲所示，点O是杠杆的支点，画出力F的力臂，并用字母l标明. （2）作出图乙中杠杆的动力臂l1与阻力臂l2. 甲 乙 （第3题）　 如图所示 （1） （2） （第3题） 第一节　科学探究杠杆的平衡条件（二） 第十章　机械与人 杠杆平衡条件 1. 平衡状态：杠杆在动力和阻力的作用下 　静止　⁠或匀速转动.  （第1题） 静止　 2. 实验探究： （1）选择杠杆中点作为支点：消除 　杠杆自重　⁠对实验的影响.  （2）实验前调节杠杆在水平位置平衡目的： 　消除杠杆自重对杠杆的影响　⁠.调平：左高向 　左　⁠调节平衡螺母，右高向 　右　⁠调节平衡螺母.  杠杆自重　 消除杠 杆自重对杠杆的影响　 左　 右　 （3）多次测量的目的： 　避免偶然性，使结论具有普遍性　⁠.  （4）将钩码换成弹簧测力计的好处： 　可直接读出力的大小　⁠.  避免偶然性，使结论具有普 遍性　 可直接读出力 的大小　 （5）弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，则弹簧测力计示数变 　大　⁠，理由：弹簧测力计拉力的力臂逐渐变 　小　⁠.  大　 小　 （6）杠杆平衡条件的应用：①在杠杆平衡时，两边钩码增减或移动后杠杆平衡能否平衡；②为了使杠杆平衡，判断钩码的移动方向和距离或增、减钩码的数量；③力、力臂的判断或 　计算　⁠.  （7）结论：①文字表达式： 　动力×动力臂＝阻力×阻力臂　⁠；②字母表达式： 　F1l1＝F2l2　⁠.  计算　 动力×动力臂＝阻力× 阻力臂　 F1l1＝F2l2　 【小练】 1. 如图是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置. （第1题） （1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向 　右　⁠调节，使杠杆在水平位置平衡.  右　 （2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的 　左　⁠端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将 　左侧钩码取下一个　⁠即可.  左　 左侧钩码取下一个　 （3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示. 　小李　⁠的实验方案更好，请说明你的理由： 　便于测量力臂　⁠.  小李　 便于测量力臂　 （4）实验中小王发现，如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由： 　不会，在O点的力的力臂为0　⁠.  不会，在O点的力的力臂 为0　 2. 某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （第2题） （1）实验前，发现杠杆如图甲所示，则应将杠杆左端平衡螺母向 　右　⁠（填“左”或“右”）端适当调节，使杠杆水平平衡.  （2）该同学通过如图乙所示实验得到相关数据如下表，由表中数据推测出杠杆的平衡条件是 　F1l1＝F2l2　⁠（用F1、F2、l1、l2表示）.  右　 F1l1＝ F2l2　 序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 15.0 1.5 10.0 2 1.0 20.0 1.0 20.0 3 3.0 10.0 2.0 15.0 …… （3）若将图乙右侧钩码换成弹簧测力计，如图丙所示，保持杠杆水平平衡，弹簧测力计拉力方向由竖直方向a变为方向b后，弹簧测力计的示数将 　增大　⁠（填“增大”“减小”或“不变”）. 　 增大　 （4）该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该装置可测量小桶内液体的密度. 如图丁所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知OM＝OA＝5cm，则杠杆密度计的“0刻度”线应在 　O　⁠（填“O”或“A”）点，将待测液体倒满小桶，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡. O　 重物质量10g，ON＝15cm，N点位置应标注的密度刻度值是 　1.5　⁠g/cm3，改装后杠杆右端的密度刻度线 　是　⁠（填“是”或“不是”）均匀分布的.（g取10N/kg）  1.5　 是　 第一节　科学探究杠杆的平衡条件（三） 第十章　机械与人 杠杆分类（F1为动力） 示意图 力臂关系 力的关系 特点 应用举例 省力杠杆 l1 　＞⁠l2  F1 　＜⁠F2  省力费 　距离⁠ 撬棒、铡刀、 瓶盖起子 ＞ ＜ 距离 示意图 力臂关系 力的关系 特点 应用举例 费力杠杆 l1 　＜⁠l2  F1 　＞⁠F2  费力省 　　⁠ 筷子、钓鱼竿、镊子 ＜ ＞ 距离 示意图 力臂关系 力的关系 特点 应用举例 等臂杠杆 l1 　＝⁠l2  F1 　＝⁠F2  不省力，也不费力 天平、定滑轮 ＝ ＝ 备注：（1）使用杠杆，有时为了省力，有时为了省距离，但既省力又省距离的杠杆是不存在的.（2）判断杠杆的类型、最小力的画法：利用杠杆平衡条件进行判断. 【小练】 1. 下列工具中属于费力杠杆的一组是（　B　）. ①核桃夹②船桨③手推车④碗夹 A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ①④ B 2. 各式各样的剪刀都是一对对杠杆.下列剪刀，最适合剪开较硬物体的是（　B　）. B 3. 如图所示，以轻质杠杆的中点为支点，B端悬挂重为40N的物体，在A端施加一竖直方向的力F，杠杆平衡，则力F的大小是（　C　）. A. 20N B. 30N C. 40N D. 10N （第3题） C 4. 如图所示，OA＝AB＝10cm，重物G＝20N，要使轻质杠杆平衡，FB＝ 　10　⁠N，此杠杆属于 　省力　⁠（填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆.  （第4题） 10　 省力　 $$