12.1《杠杆》 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

杠杆 八年级物理第12章第一节 0 活动：拔钉子的对决 用羊角锤拔钉子 徒手拔钉子 VS 1 什么是杠杆？ 利用桌上的机械完成以下工作，观察用这些工具工作时有什么共同点？ ①用镊子夹起弹球； ②用直尺和橡皮翘起小石头； ③用剪刀剪纸。 工具都是硬质地的，在力的作用下能绕着某一点转动。 1 什么是杠杆？ 定义： 能在力的作用下绕一固定点转动的硬棒，叫做杠杆。 一、杠杆的概念 1 什么是杠杆？ 除了在当代人们的生活中，在古代，杠杆也是生产、生活的一种重要工具。 1 什么是杠杆？ 汲水的秸秆： 投石机： 1 什么是杠杆？ 古埃及人建造金字塔时用的杠杆： 杠杆在我们的生活中无处不在，它为人类的生活提供了便利，也为社会进步作出了巨大贡献。 1 什么是杠杆？ 杠杆一定是直的吗？ 硬棒要成为杠杆，需具备两个条件： ①要有力的作用；②能绕某个点转动。 杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬的。 注意 2 杠杆的五要素 阻力F2 动力臂L1 阻力臂L2 （动力的作用线） （阻力的作用线） 支点O 动力F1 阻力F1：阻碍杠杆转动的力 支点O：杠杆绕着转动的固定点 动力F1：使杠杆转动的力 动力臂L1：支点到动力的作用线的垂直距离 阻力臂L2：支点到阻力的作用线的垂直距离 二、杠杆的五要素 2 杠杆的五要素 注意 支点一定是固定点（或瞬间固定）且在杠杆上 动力、阻力可以在支点的两侧，也可以在支点的同一侧 动力和阻力使杠杆向相反的方向转动 2 杠杆的五要素 练一练：尝试画出以下杠杆的力臂。 G B O A F G B O A F 画力臂的方法： 辨认杠杆 → 找出支点 → 作力的作用线 →过支点作力的作用线的垂线 → 标出支点到垂足的距离。 11 2 杠杆的五要素 2 杠杆的五要素 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂会改变吗？ 动力、阻力的方向一定相反吗？ 力臂一定在杠杆上吗？ 改变 不一定 不一定 13 3 杠杆的平衡条件 三、杠杆的平衡条件 杠杆平衡：杠杆在动力和阻力的共同作用下处于静止或匀速转动状态，就是杠杆的平衡状态。 利用桌上的橡皮、直尺、小石头构建一个直尺的平衡状态，改变小石头放置的位置和数量，再次调节使直尺处于静止状态。 直尺平衡状态与否，不仅与放置物品的轻重有关，还和物品的位置有关。 3 杠杆的平衡条件 将弹簧测力计垂直于杠杆放置，待杠杆水平静止时，记录弹簧测力计的示数。 推动杠杆需要的动力是否与动力臂的长短有关呢？ 逐渐改变测力计与杠杆的角度，记录下杠杆再次水平静止时弹簧测力计的示数。 力臂的长短会影响杠杆水平静止的状态。 力臂短，需要的力大；力臂长，需要的力小。 3 杠杆的平衡条件 杠杆在满足什么条件时才会平衡？ 实验：探究杠杆的平衡条件 【实验仪器】 杠杆的平衡条件实验装置、钩码 3 杠杆的平衡条件 保证力臂沿杠杆，便于测量。　 实验操作： （1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。 思考：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？ 注意：当杠杆保持水平静止或上下来回小幅度摆动时，即可认为其达到平衡状态。 3 杠杆的平衡条件 （2）在杠杆两端分别挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。 （3）测出杠杆平衡时的动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2，并把F1、F2、l1、l2的数值填入下表。 （4）改变力和力臂的大小，再做几次实验。 3 杠杆的平衡条件 次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 2 3 4 5 …… 　杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。 3 杠杆的平衡条件 力臂越长，需要的力越小；力臂越短，需要的力越大。 杠杆的 平衡条件 3 杠杆的平衡条件 杠杆的平衡条件是力与力臂的乘积相等，不是力相等，也不是力臂相等。 杠杆的平衡条件可以写成乘积形式，也可以写成比例形式： 从比例形式可以看出，力与力臂成反比。如果杠杆的动力和阻力或动力臂和阻力臂呈同样倍数变化时，杠杆仍然平衡。 杠杆的平衡条件又称杠杆原理。 注意 3 杠杆的平衡条件 杠杆有无重力？ 该实验中为何没考虑杠杆的重力？ 杠杆有重力。 该实验中，杠杆自身的重力过支点，其力臂为零，对杠杆的平衡无影响，故不用考虑杠杆的重力。 3 杠杆的平衡条件 应用练习：新“曹冲成像”。根据杠杆原理可以巧妙地设计出称量大象的体重的方法，请根据图中数据算出大象的体重。 3 杠杆的平衡条件 “给我一个立足点，我就能翘起地球。”这是希腊科学家阿基米德的一句名言。大家认为他的说法有道理吗？为什么？ 阿基米德的豪言壮语 3 杠杆的平衡条件 但实际上，要找到这样的一个支点、硬棒是几乎不可能的。但是这反映了阿基米德发现杠杆平衡满足的规律后的兴奋心情。 有道理。利用杠杆的平衡条件，只要找到合适的支点，让阻力臂足够短，动力臂足够长，即可用较小的力撬动地球。 4 生活中的杠杆 杠杆的平衡条件： 省力杠杆： l1 > l2 F1 < F2 费力杠杆： l1 < l2 F1 > F2 等臂杠杆： l1 = l2 F1 = F2 三、生活中的杠杆 4 生活中的杠杆 生活中有哪些常见的杠杆？你可以将它们分类吗？ 一、省力杠杆： 动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。 我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？ 4 生活中的杠杆 二、费力杠杆： 动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。 使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。 4 生活中的杠杆 三、等臂杠杆： 动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。 托盘天平 省力杠杆“费距离”，费力杠杆“省距离”，等臂杠杆既不省力也不省距离。不可能有杠杆“省力”的同时又“省距离”。 4 生活中的杠杆 下列工具在正常使用的过程中，属于费力杠杆的有（ ） A．跷跷板 B．食品夹 C．剪发剪刀 D．铁锹 D．镊子 BCE THANK YOU! 31 $$