9.1 杠杆（课件）-2024-2025学年北师大版物理八年级下册

nullnullnull第九章　机械和功 第一节　杠 杆 第1课时 认识杠杆 学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练 北师大版-物理-八年级下册 学习目标 1.认识杠杆，能分清杠杆的五要素。 2.能够作图。 【重点】认识杠杆，能分清杠杆的五要素。 【难点】能够作图。 新课导入 下列机械在使用中有什么共同的特点？ 都是绕工具上某一固定点转动的 新知探究 知识点 杠杆的概念 一 利用直杆或曲杆，在力的作用下绕杆上一固定点转动的简单机械叫作杠杆。 请同学们想一想生活中还有哪些杠杆？ 撬棍 跷跷板 新知探究 钢丝钳 杆秤 火钳 独轮车 新知探究 知识点 杠杆的五要素 二 1.支点：绕着转动的固定点（O）； 2.动力：驱使杠杆转动的力（F1）； 3.阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）； O F1 F2 4.动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离（L1）; L1 5.阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离（L2）。 L2 (力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线；是虚线，用则画，不用不画) 都是杠杆的受力！ 新知探究 知识点 力臂的作图 三 B F2 O F1 A 作力臂的方法： 1.找出支点的位置； 3.从支点作动力臂、阻力臂。 2.确定动力、阻力作用线； F2 B O A F1 新知探究 画出图中杠杆各力的力臂。 F1 F2 F1 F2 O O 例题 课堂小结 认识杠杆 杠杆：利用直杆或曲杆，在力的作用下绕杆上一固定点转动的简单机械叫作杠杆 杠杆的五要素 支 点(O) 动 力(F1) 阻 力(F2) 动力臂(L1) 动力臂(L2) 课堂训练 1.如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　） A． B. C． D． A 课堂训练 2.如图所示，用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆，如果不计自重，在图中，能正确表示瓶起子工作示意图的是（　　） A. B. C. D. B 课堂训练 吊桥的重力 3.杠杆在我国古代就有许多巧妙应用，护城河上安装的吊桥就是一个杠杆，如图所示，它的支点是 　 　点，动力作用点是 　 　点，阻力是 　 。 A B 4.活塞式抽水机是农村经常使用的取水设备，图中AOB部分工作时可以看做杠杆，请你画出F1的力臂及B点受到的阻力F2和其阻力臂L2。 F2 L2 L1 F1 课堂训练 $$第九章　机械和功 第一节　杠 杆 第2课时 杠杆的平衡条件 学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练 北师大版-物理-八年级下册 学习目标 1.通过实验“探究杠杆的平衡条件”，归纳出杠杆的平衡条件。 2.根据杠杆力臂关系，能对生活中常见杠杆进行分类。 3.知道杠杆平衡条件在生活中的应用。 【重点】通过实验“探究杠杆的平衡条件”，归纳出杠杆的平衡条件。 【难点】根据杠杆力臂关系，能对生活中常见杠杆进行分类。 新课导入 跷跷板大家都玩过，请同学们思考，如果体重不同的两个人坐在跷跷板上，跷跷板能水平平衡吗？ 请同学们讨论：体重不同的两人怎样才能使跷跷板稳定下来？ 新知探究 知识点 杠杆的平衡条件 一 【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？ 【猜想假设】 假设一： 假设二： F1L1=F2L2 1.杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动，称为杠杆平衡。 F1 = L1 F2 L2 2.探究杠杆的平衡条件 新知探究 1.在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。 2.挂钩码后，不能再动平衡螺母。 3.读数时，杠杆仍需处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。 【实验注意事项】 新知探究 【实验步骤】 1.调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。保证力臂沿杠杆，便于测量；消除杠杆自重对实验结果的影响。 2.杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录在表格中。 新知探究 【实验步骤】 3.改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。 4.在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录在表格中。 新知探究 次数 动力F1 /N 阻力F2 /N 动力臂L1/m 阻力臂L2 /m 1 2 3 4 5 6 【记录和分析数据】 1.0 0.05 0.5 0.10 1.5 1.5 1.0 1.5 0.05 0.5 0.15 0.10 1.0 0.15 0.15 1.0 0.15 0.05 0.5 0.15 【讨论交流】 1. 实验前为什么要调节杠杆使其在水平位置平衡？ 2. 实验后为什么要调节杠杆使其在水平位置平衡？ 消除杠杆自重对实验结果的影响。 便于测量力臂。 新知探究 杠杆平衡时 结论： F1L1=F2L2 实验：探究杠杆的平衡条件 新知探究 1、L1＝3L2，F1是F2的 倍。2、F1:F2＝2:5，L1:L2＝ 。3、L1:L2＝4:3，F2＝60N，F1＝ N。4、F1＝15N，F2＝75N，L1＝15cm，L2＝ cm。 练一练 1/3 3 45 5：2 新知探究 新知探究 知识点 生活中的杠杆 二 学生活动：请同学们根据杠杆的平衡条件讨论：当动力臂大于阻力臂，动力臂小于阻力臂，动力臂等于阻力臂三种情况下动力和阻力的关系。 新知探究 由 F1L1=F2L2 ∵L1 ＞L2 ∴F1＜ F2 动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆。 F1 F2 动力臂L1 阻力臂L2 O 1.省力杠杆 新知探究 2.费力杠杆 由 F1L1=F2L2 ∵L1 ＜ L2 ∴F1 ＞ F2 动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，是费力杠杆。 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 O 新知探究 3.等臂杠杆 动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，是等臂杠杆。 托盘天平 物理天平 类型 示意图 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 应用 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 L1＜L2 L1＝L2 F1＞F2 F1＝F2 费力但省距离 既不省力也不省距离，既不费力也不费距离 撬棒、瓶盖起子、钢丝钳、羊角锤等 镊子、钓鱼竿、理发剪刀等 天平 L1＞L2 F1＜F2 省力但费距离 新知探究 4.轮轴 F2 L1 = R L2 = r O F1 轮轴也是一种常见的简单机械，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。 我们习惯把大轮叫轮，把小轮叫轴。 轮抽的实质是一个可以连续转动的杠杆，轴的半径相当于阻力臂，轮的半径相当于动力臂，由于动力臂大于阻力臂，故使用轮轴可以省力。 新知探究 船舵 门的把手 螺丝刀 单车的踏板 5.其他轮轴 新知探究 人们在生产劳动的过程中表现出了非凡的创造性和聪明才智。如图是使用扳手拧螺母，它其实是一个 ，当作用在手柄上的力为F1时，则拧开螺母的力F2 F1（选填“＞”“＝”或“＜”）。 新知探究 练一练 轮轴 ＞ 知识点 杠杆平衡条件的应用 三 新知探究 我们已经知道了杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，生活中的很多工具都可以看作杠杆，那么只要知道了动力、动力臂、阻力、阻力臂中的任意三个物理量就一定可以求得第四个物理量 请同学生思考下面的这道例题。 新知探究 一位物理老师利用杠杆的平衡条件，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如右图）。测量是利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆。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9m，阻力臂L2为6cm。若不计槽钢和铁笼的质量，请你估算大象的质量。 (g取10N/kg) 例题 新知探究 由F1L1＝F2L2 得： 解： F2 = F1 L1 L2 =3×104N m = F2 g = 10N/kg 3×104N =3×103kg = 3t 在一些建设施工工地上，可以看见各种大 型的起重机。如图所示是一种起重机的简易图， 为了保证起重机在起重时不会翻倒，起重机右 边配有一个重物M。现测得重物M的质量为4t， AB为10m，BC为4m，CD为1m。（g取10N/kg） 问：该起重机可起吊的最大物重为多少？（起重机本身的重不计） 练一练 新知探究 新知探究 解：由图可知B为支点，右侧的重物重力为：GM＝mg， 力臂：BD＝4m+1m＝5m； 设吊起的物体重力：G。 对应的力臂：BA＝10m。 由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：GM×BD＝G×BA，mg×BD＝G×BA； 则该起重机可起吊的最大物重： G＝ ＝2×104N。 mg×BD BA 4×103kg×10N/kg×5m 10m ＝ 课堂小结 杠杆的平衡条件 杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2 生活中的杠杆 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 课堂训练 D 1.各式各样的剪刀都是一对对杠杆，下列剪刀，最省力的是（　　） A B C D 课堂训练 2.如图所示，我们在拖动行李箱时，一般先拉出行李箱上方的拉杆，从杠杆的角度分析，这样做的目的是为了（　　） A．增大动力臂 B．减小阻力臂 C．增大动力 D．减小阻力 A 3.如图所示，轻杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。现将动力的方向改为沿虚线方向，若仍使杠杆在水平位置保持平衡，则（　　） A．动力臂增大，动力增大 B．动力臂增大，动力减小 C．动力臂减小，动力减小 D．动力臂减小，动力增大 课堂训练 D 4.如图所示，杠杆处于水平位置平衡。若将两边所挂的钩码各减去一个，杠杆将（　　） A．仍继续保持水平平衡 B．右端上升，左端下降 C．右端下降，左端上升 D．无法确定杠杆的运动状态 C 5.如图，在B点施加一个最小力F1，使杠杆在此位置平衡，请画出最小力F1的示意图，并标出阻力臂L2。 F1 F2 L2 课堂训练 课堂训练 6.小明用轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”，借助杠杆按动宿舍楼大门的开门按钮，如图所示，已知OB＝60cm、AB＝80cm、OC＝15cm，当小明在C点用脚给杠杆施加20N的压力F1时，按钮触发、大门打开，求此时按钮对杠杆施加的水平阻力F2，有多大？ 课堂训练 解：根据杠杆平衡条件得，F1×OC＝F2×OD， 按钮对木杆的压力水平向左，所以OD＝AB， 所以，20N×15cm＝F2×80cm， 解得，F2＝3.75N。 D F1 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf58.50.100 $$