第一节 杠杆（教学课件）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级下册

第九章 简单机械 第1节 杠杆 八年级下册鲁科版五四学制2024 （本课件包含PPT38张；图片：31张，动图视频18个；教学视频：3个） 教学 目标 新课 导入 3.杠杆的种类 1.认识杠杆 课堂小结与 练习 2.杠杆的平衡条件 目录 认识杠杆，能分清杠杆的五要素；知道杠杆的分类和杠杆在生活中的应用。 通过对实例进行分析，结合示意图建立杠杆的模型；通过实验现象和分析实验数据，推理得出杠杆的平衡条件。 通过实验，探究杠杆的平衡条件。 通过探究杠杆的平衡条件，使学生勇于并乐于参与科学探究，增进交流与合作的意识，加强学生之间的相互协作精神。 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 教学目标 学习目标 1. 理解速度的概念，能用速度来描述物体的运动。 2. 知道匀速直线运动和变速直线运动的特征。 3. 能用速度公式进行简单的计算。 看一看 想一想 给我一个支点，就能撬动整个地球。——阿基米德 新课导入 人的质量大约70kg，而地球的质量高达5.965×1024kg ，阿基米德真的能撬动地球吗？ 本节课我们将一起解决这个问题。 新课学习 1. 认识杠杆： （1）看一看 想一想： 观察下列器材：的羊角锤、开瓶器、钓鱼竿，想想这些机械在使用时有什么共同特点？ 一 认识杠杆 新课学习 1. 认识杠杆： 总结：可以看到，这些机械工作时都会绕着一个点转动。 （2）杠杆概念： 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠（lever）。杠杆是最简单的机械之一。 一 认识杠杆 新课学习 1. 认识杠杆： （3）对杠杆的理解： “硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况。杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础，前面学过的光线也是一种理想模型。 一 认识杠杆 新课学习 2. 杠杆的五要素： 下图是我们大家小时候经常玩的跷跷板，请同学们思考: 影响杠杆转动的要素有哪些呢？ 一 认识杠杆 新课学习 2. 杠杆的五要素： （1）杠杆的五要素： 支点：杠杆可以绕其转动的点（O 点）。 动力：使杠杆转动的力（F1）。 阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）。 动力臂：从支点 O 到动力 F1 作用线的距离（l1）。 阻力臂：从支点 O 到阻力 F2 作用线的距离（l2）。 一 认识杠杆 新课学习 2. 杠杆的五要素： （1）杠杆的五要素： 工人正在用撬棒撬石头，你能说出撬棒的五要素吗？ 一 认识杠杆 l2 l1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 （3）作力臂的方法： ●找出支点的位置 ●从支点作动力、阻力作用线的垂线 ●确定动力、阻力作用线 ●标垂足，标定力臂字母 新课学习 一 认识杠杆 小试牛刀：画出图中杠杆各力的力臂 F1 F2 l1 l2 F1 F2 l1 O l2 O 新课学习 一 认识杠杆 新课学习 1. 杠杆的平衡状态： 当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态。 二 杠杆的平衡条件 新课学习 2. 实验：探究杠杆的平衡条件 （1）实验器材： 杠杆、铁架台、钩码等。 （2）实验设计： 利用下图所示的实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。 二 杠杆的平衡条件 新课学习 2. 实验：探究杠杆的平衡条件 （3）实验步骤： ●调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时能在水平位置平衡。 ●在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时，杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。把支点左侧钩码对杠杆施加的力记为动力 F1，右侧钩码对杠杆施加的力记为阻力 F2，测出杠杆平衡时的动力臂 l1 和阻力臂 l2 阻力臂之间的关系。 二 杠杆的平衡条件 新课学习 2. 实验：探究杠杆的平衡条件 （3）实验步骤： ●调改变钩码的个数和位置，参照上面的做法再做几次实验。 ● 去掉一侧钩码，改用弹簧测力计，竖直向上拉动弹簧测力计，当杠杆在水平位置平衡时，记录力和力臂的数值。 ●将测得的数据填到自己设计的实验表格中。 二 杠杆的平衡条件 新课学习 2. 实验：探究杠杆的平衡条件 （4）实验表格： 二 杠杆的平衡条件 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/m F1.L1 阻力F2/N 阻力臂l2/m F2.L2 1 2 ３ 4 新课学习 2. 实验：探究杠杆的平衡条件 （5）实验结论： 杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 即：F1 l1 = F2 l2。 二 杠杆的平衡条件 新课学习 2. 实验：探究杠杆的平衡条件 （6）解释·交流： ●实验前要调节杠杆在水平位置平衡，分析这样做的理由。 力臂是支点到力的作用线的垂直距离，并非支点到力的作用点的距离，所以调节杠杆在水平位置平衡可以直接从杠杆上读出力臂。 二 杠杆的平衡条件 新课学习 2. 实验：探究杠杆的平衡条件 （6）解释·交流： ●图 9-1-3 乙中，将弹簧测力计由竖直向上拉改为斜向上拉，当杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数是否与之前相同？分析其原因。 不同，并且弹簧测力计示数变大；因为斜拉后拉力的力臂变短。 二 杠杆的平衡条件 新课学习 2. 实验：探究杠杆的平衡条件 （6）解释·交流： ●某同学通过实验数据得出杠杆平衡条件：F1 + l1 = F2 + l2。这个结论是否正确？说说你的看法。 不正确；因为不同的物理量之间不能直接相加减。 二 杠杆的平衡条件 新课学习 2. 实验：探究杠杆的平衡条件 二 杠杆的平衡条件 新课学习 1. 等臂杠杆： （1）力臂关系：动力臂等于阻力臂。 （2）力的大小关系：动力等于阻力。 （3）特点：既不省力，也不省距离。 （4）应用实例：天平、跷跷板等。 三 杠杆的种类 新课学习 2. 省力杠杆： （1）力臂关系：动力臂大于阻力臂。 （2）力的大小关系：动力小于阻力。 （3）特点：省力，费距离。 （4）应用实例：羊角锤、铁皮剪刀、瓶盖起子等。 三 杠杆的种类 新课学习 3. 费力杠杆： （1）力臂关系：动力臂小于阻力臂。 （2）力的大小关系：动力大于阻力。 （3）特点：省距离，费力。 （4）应用实例：筷子、钓鱼竿、理发剪刀等。 三 杠杆的种类 新课学习 例题： 劳动课上，两位同学用1.2 m长的木棒抬水。水和桶总重为120 N，水桶挂在视为水平的木棒A处，距后面同学0.5 m。求：后面同学抬水所用的力的大小。（木棒重力忽略不计，两位同学各自对木棒的力的作用点之间的距离近似认为是1.2 m）。 三 杠杆的种类 新课学习 解： 由题意，水和桶的重力之和G = 120 N，动力臂l1 = BC = 1.2 m，阻力臂l2 = AB = 1.2 m - 0.5 m = 0.7 m。 根据杠杆平衡条件 F1l1 = F2l2可知，F1l1 = Gl2 因此 F= Gl2 /I1 = 120N×0.7m /1.2m=70N 三 杠杆的种类 定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆. (硬棒：在外力作用下不变形) ①支点：杠杆可以绕其转动的点（O 点）. ②动力：使杠杆转动的力（F1）. ③阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）. ④动力臂：从支点 O 到动力 F1 作用线的距离（l1）. ⑤阻力臂：从支点 O 到阻力 F2 作用线的距离（l2）. 平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F1l1=F2l2）. ①省力杠杆：动力臂大于阻力臂. ②费力杠杆：动力臂小于阻力臂. ③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂. 杠杆 概念 分类 五要素 平衡条件 课堂小结 28 课堂小结 29 课堂练习 【例题1】下列以O为支点的人体杠杆，在转动过程中省力的是（　　） A．做俯卧撑 B．举哑铃 C．仰卧起坐 D．打羽毛球 【解析】A．做俯卧撑过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意； B．举哑铃过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B不符合题意； C．仰卧起坐过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意； D．打羽毛球过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 课堂练习 【例题2】如图，ABC和DEF是指甲刀的两个杠杆。下列说法正确的是（　　） A．ABC是省力杠杆，DEF是费力杠杆 B．ABC是费力杠杆，DEF是省力杠杆 C．ABC和DEF都是省力杠杆 D．ABC和DEF都是费力杠杆 【解析】如图所示，对于杠杆ABC，支点在C，在使用时，动力作用在A点，阻力作用在B点，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；对于杠杆DEF，支点在D，在使用时，动力作用在E点，阻力作用在F点，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故A正确、BCD错误。 故选A。 课堂练习 【例题3】小芳在探究“杠杆平衡条件”的实验中，利用已调水平平衡的杠杆进行实验，将质量均相等的钩码挂在杠杆上使之再次水平平衡，如图所示，已知杠杆上相邻刻度线之间的距离相等。现将右侧钩码向右移动一小格，要使杠杆继续在水平位置平衡，下列操作可行的是（   ） A．左侧增加一个钩码 B．左侧减少一个钩码 C．将左侧钩码向右移动一小格 D．将左侧钩码向左移动一小格 【解析】A．左侧增加一个钩码，左边力与力臂的乘积变为8GL，与右边相等，杠杆可以继续在水平位置平衡，故A符合题意； B．左侧减少一个钩码，左边力与力臂的乘积变为4GL，与右边不相等，故B不符合题意； C．将左侧钩码向右移动一小格，左边力与力臂的乘积变为3GL，与右边不相等，故C不符合题意； D．将左侧钩码向左移动一小格，左边力与力臂的乘积变为9GL，与右边不相等，故D不符合题意。 故选A。 课堂练习 【例题4】如图所示，利用轻质杠杆提升重物G，杠杆一端受到力F，仅改变力F的方向（始终竖直向上、始终垂直杠杆、始终水平向右），将杠杆从图示位置拉到接近水平位置的过程中，下列说法正确的是（   ） A．的大小一直变大B．图示位置中，三个力的大小关系是 C．的力臂一直变大 D．三个力都可以将杠杆提至恰好水平的位置 【解析A．将杠杆从图示位置拉到接近水平位置的过程中，阻力大小不变，阻力臂变大，F1的力臂变大，但动力臂和阻力臂的比值大小不变，根据杠杆平衡条件可知，F1的大小不变，而F3的力臂在逐渐变小，根据杠杆平衡条件可知，F3逐渐变大，故A错误； B．根据图示可知，阻力和阻力臂的大小相同，F2的力臂是最大的，F3的力臂是最小的，根据杠杆平衡条件可知，B正确； C．F1始终竖直向上，其力臂逐渐变大，F2始终垂直杠杆，其力臂大小不变，故C错误； D．杠杆提至恰好水平的位置时，F3的力臂为0，不存在这种情况，故D错误。 课堂练习 【例题5】在图中画出力F1的力臂和力 F2. 【解析】由图可知，O为支点，从支点O作F1作用线的垂线段，为F1的力臂l1，从l2的末端作垂直于l2的直线，与杠杆的交点B为F2的作用点，为使杠杆处于静止状态，F2的方向向右上方，如图所示 课堂练习 【例题6】按题目要求作图。如图1所示是个压核桃钳子，其简化示意图如图所示，请在图2中画出压核桃时的最小动力F1。 【解析】由杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图2中支点在O点，根据几何关系可知OB作为动力臂时动力臂最长，动力的方向应该向下，则过点B垂直于OB向下可作出最小动力F1的示意图，如下图所示 课堂练习 【例题7】同学们用如图所示装置，探究“杠杆的平衡条件”。 (1)杠杆在如图1的位置静止，为了使杠杆在水平位置平衡，应向 （选填“左”或“右”）调节螺母； (2)如图2所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，应在B点挂 个相同的钩码，使杠杆在水平位置平衡； (3)若在图2中B点改用弹簧测力计拉，弹簧测力计应该 （选填“正挂”或“倒挂”）在杠杆上，若操作反了，会导致测量值比真实值偏 （选填“大”或“小”）些；(4)保持A点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1−F1的关系图像，如图3所示。请根据图像推算，当F1为2N时，l1为 cm。。 【答案】(1)右(2)6(3) 倒挂 小(4)15 课堂练习 【例题8】杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具。如图所示的杆秤可视为杠杆，提纽处为支点O。若不计秤杆自重，当在挂钩处悬挂被称物体后秤杆处于水平平衡状态。已知，秤砣的重力为10N。 (1)求秤砣的质量。 (2)求被称物体的重力。 (3)若这杆秤所能测物体的最大重力为200N，求OB的长度。 【答案】(1)1kg(2)100N(3)40cm ENDING! 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