11.1 杠杆课时1 杠杆及其平衡条件课件 2023-2024学年初中物理教科版八年级下册

第十一章 机械与功 11.1 课时1 杠杆及其平衡条件 学习目标 1.知道什么是杠杆及其五要素,会画出已知动力和阻力的动力臂或阻力臂。 2.通过实验,能得出杠杆的平衡条件。 3.利用 F1l1=F2l2 进行相关计算。 阿基米德曾经说过:“给我一个支点和一根足够长的硬棒,我就能撬动地球”。 你认为阿基米德的愿望能实现吗? 新知导入 1.杠杆的定义: 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。 新知学习 杠 杆 一 O(支点) F1(动力) F2(阻力) 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 杠杆绕着转动的支撑点叫做支点,使杠杆转动的力叫做动力,阻碍杠杆转动的力叫做阻力。 羊角锤 筷子 杆秤 跷跷板 扳手 镊子 生活中常见的杠杆 复杂的机械是由简单机械组成的。蒸汽机、内燃机、拖拉机、汽车、起重机等许多机器中都包含了各式各样的杠杆。 杠杆的平衡条件 二 当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时,杠杆将处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡。 观察 杠杆平衡 图(a)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?如图(b)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(在后面一节我们将会了解这样做不会改变力的大小),这时又会产生什么现象?为什么会发生这样的现象? 从上面的实验可以看出,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。 为了便于描述,我们引入力臂的概念。 O(支点) F1(动力) F2(阻力) l2(阻力臂) l1(动力臂) 支点到动力作用线 的垂直距离 支点到阻力作用线 的垂直距离 动力作用线 阻力作用线 从支点到力的作用线的距离叫做力臂 。从支点 O 到动力 F1 的作用线的距离 L1 叫做动力臂;从支点 O 到阻力 F2 的作用线的距离 L2 叫做阻力臂。 动力F1 阻力F2 O 动力臂 阻力臂 (1)确定支点。 (2)确定动力作用线以及阻力作用线。 (3)由支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离即为力臂。 力臂的画法 画出图中杠杆各力的力臂。 F1 F2 l1 l2 F1 F2 l1 O l2 O 力臂是由力的作用点和力的方向共同决定的,它包含了力的两个要素。因此我们讨论力对杠杆的作用效果时,确定了支点之后,只要考虑力的大小和它的力臂就可以了。 提出问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡? 我觉得通过改变装置两边的钩码的位置和个数,使杠杆保持平衡,就可以探究杠杆的平衡条件了. 对!那杠杆两边的螺丝是起什么作用的? 一定是开始不挂钩码时,用来调节杠杆平衡的吧。 实验装置 实验探究 杠杆的平衡条件 杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台 实验器材: 测量的物理量: 动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2 (1)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平平位置平衡。(怎么调?调到水平平衡的目的是什么?) 实验步骤: ① 哪端高,就把平衡螺母向哪端调节,或者杠杆向哪边偏,就把平衡螺母向反方向调节 ② 使杠杆在水平位置平衡的原因有两个:一是消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响;二是可直接从杠杆上读出力臂的大小。 (3) 把支点左边的钩码重当作动力 F1,支点右边的钩码重当作阻力 F2,读出动力臂 L1 和阻力臂 L2,各数值填入表格中。 (2) 在杠杆两边挂上不同数量的钩码,调节位置,使杠杆重新平衡。(此时可以调平衡螺母吗?) 此时不能再调平衡螺母 (4) 改变钩码的个数,再做三次,将结果填入表中。(为什么要多次实验?) 避免偶然性,找出普遍规律 (5)求出各次1l1=F2l2 课堂小结 $$