1 杠杆（教学课件）物理新教材教科版八年级下册

第1节 杠杆 八年级物理下册 •教科版 第十一章—机械与功 教学引入 1 哲学家、数学家、物理学家—— 阿基米德曾说过这样的豪言壮语：“给我一个立足点和一根足够长的棒，我可以撬动地球”。 人的力量是有限的，但人的智慧是无穷的人类在漫长的历史中创造了各种各样的工具，使工作更省力、更方便，这些工具统称为机械。 教学引入 1 起重机 自行车 机械臂 生活中我们常借助一些机械解决许多问题...... 理发 要打开这样一个箱子，你有什么办法呢？ 两种工具的构造及使用过程有什么样的共同点呢? 受到力的作用、能绕某一点转动、是一根硬棒。 杠杆 2 杠杆 1.定义： 在只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看作杠杆。 最简单的机械。 杠杆 2 动力：使杠杆转动的力 。 阻力：阻碍杠杆转动的力。 支点：杠杆绕着转动的点。 支点 阻力 动力 杠杆 2 杠杆的动力和阻力有什么样的特点? 1.杠杆的动力和阻力均作用在杠杆上，受力物均为杠杆。 2.杠杆的动力和阻力使杠杆转动的作用效果一定相反。 支点 阻力 动力 动力 阻力 支点 杠杆 2 2.生活中常见的杠杆 杠杆 2 　　复杂的机械是由简单机械组成的。挖掘机、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。 挖掘机利用杠杆控制翻斗 塔式起重机的吊臂也是杠杆 杠杆 2 在市场上摊贩常使用杆秤作为称量菜品的工具 在实验室通常使用天平称量物体的质量。 以下称量工具处于什么状态时我们进行读数? 当工具（杠杆）处于平衡时 杠杆 2 　　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(静止或匀速转动)，这种状态叫作杠杆平衡。 杠杆的平衡 杠杆的平衡与哪些因素有关? 动力和阻力的大小 力的作用点 力的方向 通过对天平的使用确定 通过实验来验证 猜想1：可能与力的作用点有关 猜想2：可能与力的方向有关 探究实验：杠杆的平衡与哪些因素有关? 实验探究 【猜想与假设】 【实验方案】 杠杆 2 1. 在杠杆平衡的基础上，保持其他因素不变：改变力的作用点的位置，观察杠杆是否能平衡。 2. 在杠杆平衡的基础上，保持其他因素不变：改变力的方向，观察杠杆是否能平衡。 控制变量法 结论：杠杆的平衡与力的作用点及力的方向都有关。 【视频欣赏】 杠杆 2 【交流与合作】 有没有一个物理量是由力的作用点和方向共同决定的呢? 可能是杠杆平衡状态的主要影响因素? 支点到力的作用线的距离 作用点不变 力的方向改变 支点到力的作用线的距离改变 作用点竖直方向移动 力的方向不变 支点到力的作用线的距离不变 杠杆不平衡 杠杆平衡 【视频欣赏】 杠杆 2 为了便于描述，我们引入力臂的概念。它是由力的作用点和力的方向共同决定的 通过力的作用点沿力的作用方向的直线叫作力的作用线。 从支点到力的作用线的距离叫作力臂。 杠杆 2 杠杆的五要素 O 支点：杠杆绕着转动的点O。 F1 动力：使杠杆转动的力F1 。 l1 动力臂：从支点到动力作用线的距离l1。 F2 阻力：阻碍杠杆转动的力F2。 l2 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2。 杠杆 2 杠杆在满足什么条件时才会平衡? 在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种常见而且重要的状态。 杠杆的平衡条件 3 探究实验：杠杆的平衡条件 【实验思路】 杠杆支点两侧所受的动力、阻力，以及动力臂、阻力臂都会影响杠杆的平衡，所以应该找出这四个量之间的关系。 ①保持右侧的阻力F2和阻力臂l2不变，改变左侧的动力F1和动力臂l1； ②保持左侧的动力F1和动力臂l1不变，改变右侧的阻力F2和阻力臂l2。 F1 O F2 l2 l1 杠杆的平衡条件 3 对！那杠杆两端的两个螺母是起什么作用的? 改变两边钩码的位置和个数。使杠杆保持平衡，就可以探究杠杆的平衡条件了! 一定是开始不挂钩码时，用内来调节杠杆平衡的吧? 杠杆的平衡条件 3 带有刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台。 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 3 【实验器材】 【实验表格】 杠杆的平衡条件 3 3.把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l1；把记录F1、F2、l1、l2的数值。 【实验步骤】 1.调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 (左偏右调，右偏左调) 2.在杠杆的左右两侧挂上适量的钩码，使杠杆平衡。数出砝码的个数，记下力的大小及力臂大小。 (实验中不能调节平衡螺母) 杠杆的平衡条件 3 4.保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数值填入表格。 5.保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小，再做几次实验，把数值填入表格。 杠杆的平衡条件 3 3 4 4 3 6 4 2 3 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 3 4 2 2 4 【视频欣赏】 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1 L1 = F2 L2 【实验数据】 杠杆的平衡条件 3 1. 组装杠杆时要如何选择支点呢？ 【交流与合作】 支点O 支点O 支点选杠杆中心 目的：避免杠杆自身重力的影响 杠杆的平衡条件 3 2. 如何测动力臂与阻力臂? 支点O 支点O l2 l1 F1 F2 F2 F1 使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出力臂的大小。 杠杆的分类 4 我们身边有很多杠杆。例如，称量物体的天平、撬石头的撬棒、划船用的船桨…… 仔细观察这些杠杆，看看它们各自的动力臂和阻力臂有什么关系？ 动力臂大于阻力臂的杠杆 动力臂等于阻力臂的杠杆 动力臂小于阻力臂的杠杆 杠杆的分类 4 动力臂大于阻力臂，平衡时，用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离。 省力杠杆 1. 定义： 动力臂大于阻力臂的杠杆。 O F1 F2 l1 l2 F1l1＝F2l2 l1＞l2 F1＜F2 2. 特点： 杠杆的分类 4 费力杠杆 1. 定义： 动力臂小于阻力臂的杠杆。 F1l1＝F2l2 l1＜l2 F1＞F2 2. 特点： 动力臂小于阻力臂，平衡时，动力大于阻力。 但是动力作用点移动较小的距离就可以使阻力作用点移动较大的距离。 O 阻力臂l2 F1 F2 动力臂l1 杠杆的分类 4 动力臂等于阻力臂，平衡时，动力等于阻力，这样的杠杆既不省力也不费力，既不省距离也不费距离，但是可以改变力的方向。 等臂杠杆 1. 定义： 动力臂等于阻力臂的杠杆。 F1l1＝F2l2 l1＝l2 F1＝F2 2. 特点： F1 F2 l1 l2 O 杠杆的分类 4 人体中的杠杆 人的许多动作都是通过人体中精妙的杠杆 来完成的。如图所示，骨骼和肌肉组成了 什么样的杠杆它的支点在哪里？ 找一找，人体中还有哪些杠杆？ 通过图中的对比可以看到，由一些简单机 械组合起来的机械手臂，可以完成人体的常规动作。 杠杆的分类 4 我国古代的杠杆 桔槔是古代的取水工具。人们在井边竖一根立木，或就地利用树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶。不取水时，石头位置较低；当要取水时，人借助体重向下用力将横木系水桶的一端往下拉，另一端大右块的位置则上升。当水桶装满水后，就让另一端的大石块下降，通过杠杆的作用将水桶提升。因此，使用这种提水工具时可以减轻劳动强度。 在古代，我国人民就善于在生产和生活中利用各种各样的杠杆。 桔槔 杠杆的分类 4 踏碓是古代的舂米工具、由杵臼演变而来，‌也运用了杠杆原理。用柱子架起一根木杠，木杠的一端装一块大石头，用脚连续踩踏木杠的另一端，石头就连续起落，去掉石白中稻谷的皮。 踏碓 费力 1. 如图所示，小明用筷子夹起一块月饼。A、B、C三点中，_____点是支点，此时筷子可看作_____杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 课堂练习 5 C 课堂练习 5 2. 如图所示，为一轻质杠杆，重为50N的物体挂在杠杆的中点，在a位置时拉力F的大小为_____N，若拉力F始终与杠杆保持垂直，那么。将杠杆从b位置拉到a位置的过程中，拉力F的大小将_____。（选填“变大”“变小”或“不变”） 变大 25 课堂练习 5 3. 关于力臂，下面说法中正确的是（　　） A．从支点到动力作用点的距离叫做动力臂 B．力臂一定在杠杆上 C．从支点到动力作用线的距离叫做动力臂 D．力臂的大小不可能为零 C 课堂练习 5 4．如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO＝BO，AC＝OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（　　） A．8N B．12N C．16N D．18N C 课堂小结 6 杠杆的分类 省力杠杆 l1 ＞l2 ，F1＜ F2 费力杠杆 l1 ＜l2 ，F1＞ F2 等臂杠杆 l1 =l2 ， F1= F2 杠杆及其平衡条件 在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆 支 点(O) 动 力(F1) 阻 力(F2) 动力臂(l1) 阻力臂(l2) 杠杆的五要素 杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 简单机械 杠杆 $$