12.1杠杆 -2024-2025学年物理人教版八年级下册

物理 义务教育教科书 物理 八年级 下册 12.1杠杆 1 1. 认识杠杆，并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；能从常见的工具和简单机器中识别出杠杆；能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。 2. 通过探究，掌握杠杆的平衡条件，并能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。 学习目标 【重、难点】 ①重点: 会画杠杆的示意图（动力与动力臂、阻力与阻力臂）。 ②难点: 正确探究并理解杠杆的平衡条件。 “给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬起球。” ——阿基米徳 《史记·荆柯列传》中记载的有关我们的祖先在建造咸阳宫时利用木棒搬动巨大木料的情景。你能讲出其中的道理吗？ 观察找共同点 7 　　这些工具在使用时，有什么共同特点？ 　 它们工作时，能绕一个固定点转动。 ？ 共同点： ①都是硬棒.（软的不行，直的弯的都可以。） ②工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的. ③除固定不动的点外，还要受到两个力的作用（一个能使它转动，另一个阻碍它转动）. CONTENTS 目 录 杠杆的定义 杠杆五要素 杠杆平衡条件 课堂总结练习 杠杆种类 01 杠杆的定义 它们工作时有什么共同特征？ 当你使用这些工具时，你就在使用杠杆了。 杠杆是最简单的机械之一。 知识点 杠 杆 什么是杠杆？ 在物理学中，把在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒称为杠杆。 注意：硬棒可以是直,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状。 想一想：我们生活中的杠杆都有什么？ 生活中的杠杆 舂 桔槔 古代生活中的杠杆 对杠杆定义的理解 杠杆可长可短、可曲可直、可圆可方。 P02 杠杆五要素 O O O F1 F1 F1 F2 F2 F2 O L1 L2 支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 杠杆的五个要素： 18 支点 杠杆绕着转动的固定点，用O表示。 动力 促使杠杆转动的力，用F1表示。 动力臂 从支点到动力作用线的距离，用l1表示。 阻力 阻碍杠杆转动的力，用F2表示。 动力与杠杆转动方向相同。 阻力与杠杆转动方向相反。 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离，用l2表示。 O F1 F2 L1 L2 L1 F2 L2 动力 阻力 阻力臂 动力臂 支点 O F1 找支点 画力的作用线用虚线 作支点到力的作用线的垂线段用虚线 标垂直符号标力臂符号 【方法指导】如何找力臂 知识预备：画出以下各图中点O到线AB的距离 力臂的画法 画出动力和阻力的作用线 过支点到力的作用线作垂线段 标出力臂 找支点 O F1 F2 支点、动力作用点、阻力作用点都在杠杆上； 力的作用点，沿力的方向所画的直线叫做力的作用线。 说明： F2 B O A F1 ①杠杆的支点一定要在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置； ②力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，也就是说力臂是点到线的距离而不是点到点的距离； F1 F2 L1 O L2 L1 L2 ③力臂有时在杠杆上有时不在杠杆上，如果阻力的作用线恰好过支点，则阻力臂为零，动力的作用线不能过支点，否则动力无效； ④力臂的画法：过支点作力的作用线的垂线 F1 F2 L1 O L2 F1 F2 L1 L2 O 试着画出各力和力臂 顺口溜记住： 一找点 二画线 三作垂线段 试一试：画出图中杠杆各力的力臂。 F1 F2 l1 l2 F1 F2 l1 O l2 O 顺口溜记住： 一找点 二画线 三作垂线段 1.找支点 2.作力的作用线 3.作力臂 杠杆示意图的作法 ● O ● ● F1 F2 ∟ l1 ∟ l2 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 Ｏ ∟ ∟ 顺口溜记住： 一找点 二画线 三作垂线段 29 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 o ∟ ∟ 顺口溜记住： 一找点 二画线 三作垂线段 杠杆示意图的作法 F1 O O F1 F2 F2 l1 l2 l2 l1 ∟ ∟ ∟ ∟ 如图所示，一个绕O点转动的杠杆，已知阻力F2的方向，以及动力 F1的力臂l1 ，在图中作出阻力F2的力臂l2以及动力F1的示意图。 F2 ● O F1 l2 l1 ● ● ∟ ∟ 顺口溜记住： 一找点 二画线 三作垂线段 32 如图所示，一个绕O点转动的杠杆，已知动力F1的方向，以及阻力 F2的力臂l2 ，在图中作出阻力F2以及动力F1的力臂。 L2 L1 F2 O F1 ∟ ∟ F2 O F1 l2 l1 03 杠杆的平衡条件 知识点 杠杆的平衡条件 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或做缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。 在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。杠杆在满足什么条件时会才平衡？ 设计实验：当杠杆平衡时，分别测出动力F1、阻力F2，动力臂l1、阻力臂l2。并多次改变力和力臂，获取多组数据，从而分析总结出杠杆的平衡条件。 实验器材： 带等分刻度的均质木尺、钩码、铁架台、弹簧测力计。 实验探究 1.实验前，调节杠杆两端的平衡螺母(左低右调，右低左调)，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态．为什么要这样做？ G 消除杠杆自重对实验的影响 G 2.实验时，给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等于各自钩码所受的重力． L 便于测量相应的力臂 设左侧钩码对杠杆施的力为动力F1，右侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入表格中． 3.改变动力F1和动力臂L1的大小，相应调节阻力F2和阻力臂L2，再做几次实验． 4.分析表中的数据，找出它们之间的关系． 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 1 2 3 … 探究：杠杆的平衡条件 　杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。 次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1 15 3 5 2 2 10 2 10 3 3 10 2 15 4 2 20 4 10 …… × × = 杠杆平衡条件 动力×动力臂=阻力×阻力臂 公 式 随讲随练 若物体重60N，OA=40cm，OB=30cm，图中杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的拉力F是多大？ 总结结论：杠杆的平衡条件 杠杆的应用 43 O l1＝9m l2＝6cm F1＝200N F2 杠杆的平衡条件应用 例题： 由F1l1＝F2l2 得： 解： F2 = F1 l1 l2 = 200N×9m 0.06m ＝3×104N m = F2 g = 10N·kg－1 3×104N =3×103kg＝3t 44 04 杠杆的种类 知识点 生活中的杠杆 若l1＞l2，则F1 F2. 若l1＝l2，则F1 F2. 若l1＜l2，则F1 F2. ＞ ＝ ＜ 省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆 判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。 F1 F2 动力臂L1 阻力臂L2 O 由 F1L1=F2L2 ∵L1 〉L2 ∴F1〈 F2 这是省力杠杆 杠杆的分类 1、省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆 F2 F1     O h S=4h O F2 F1 A B F2 F1 A’ B’ 省力，费距离. 省力杠杆的特点 举例生活中省力杠杆（4种以上）？ 若克服的阻力较大时，要用省力杠杆。 省力杠杆 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 O 由 F1L1=F2L2 ∵L1 〈 L2 ∴F1 〉 F2 这是费力杠杆 2、费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆 F2 F1     O F2 F1 h A’ B’ A B F2 F1 O 费力，省距离. 费力杠杆的特点 举例？ 若克服的阻力较小时，要用费力杠杆。 使用费力杠杆，可以省距离。 能使工作快捷。 费力杠杆 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 O 由 F1L1=F2L2 ∵L1 = L2 ∴F1 = F2 这是等臂杠杆 不省力，也不省距离. 等臂杠杆的特点 3:等臂杠杆:动力臂等于阻力臂的杠杆 F2 F1     O 1 省力杠杆 省力杠杆有哪些特点？ 【1】 【特点】 动力臂L1 ＞阻力臂L2 动力F1＜阻力F2 省力 费距离 【实例】 起子 羊角锤 钢丝钳等 2 费力杠杆 为什么要使用费力杠杆呢？ 【2】 【特点】 动力臂L1 ＜阻力臂L2 动力F1 ＞阻力F2 费力 省距离 【实例】 起子 羊角锤 钢丝钳等 3 等臂杠杆 有没有既省力又省距离的杠杆？ 【3】 【特点】 动力臂L1 ＝阻力臂L2 动力F1＝阻力F2 不省力也不省距离，但可以改变力的方向. 【实例】 天平 定滑轮 如图所示,请你在图中作出最省力时的动力F并标出相应支点O的位置。 省力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 将下列杠杆分类 例如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表示它工作示意图的是（　　）。 A B C D 支点 动力 阻力 O F1 F2 B 课堂练习 例如右图所示，在C点用力把桌腿A抬离地面时，桌腿B始终没有移动，请在C点画出最小作用力的示意图。 以B为支点 最长力臂为BC 最小的力与BC垂直 F 课堂练习 例如图为探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆平衡时，钩码对杠杆的阻力F2=10N，阻力臂l2=20cm，测力计示数F1=25N，则动力臂l1为（　　）。 A．15cm B．8cm C．50cm D．80cm B 解析：根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2 得动力臂： 课堂练习 例如图所示的用具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）。 A．筷子 B．瓶盖起子 C．撬棒 D．核桃夹 A 徒手无法完成，要用省力杠杆。 课堂练习 05 课堂总结练习 课堂小结 杠杆 定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒 五要素 一点：支点 二力：动力和阻力 二臂：动力臂和阻力臂 平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1＝F2L2。 杠杆种类 省力杠杆，如起子。 费力杠杆，如镊子。 等臂杠杆，如天平。 1. 一位泰山挑山工用一根长1.8m的扁担挑起货物，如图为扁担示意图，若在扁担的A端挂200N的物体，B端挂300N的物体，挑起重物时使扁担水平平衡，则挑山工肩膀需顶在距A端_________m远的位置（不计扁担的重力）。 1.08 Ｏ 基础巩固题 2. 各式各样的剪刀都是一对对杠杆。下列剪刀，最适合剪开较硬物体的是 （　　）。 A B C D C 基础巩固题 3.小明小组利用如图所示的装置探究“杠杆平衡条件”时，在杠杆两侧挂上不同个数的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，这样三次实验后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。下列能帮助他得出正确结论的操作是 (　　)。 A.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉。 B.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉。 C.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉。 D.增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性。 B 4.如图所示的是吊车起吊货物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起。下列说法正确的是(　　)。 A.吊臂是一省力杠杆，但要费距离。 B.吊臂是一个费力杠杆，但可以省功。 C.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小。 D.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小。 D 再见 下课了! 数学来源于生活 又服务于生活 69 物理 穆子枣_Gf null 90306.305 XXX - 酷我音乐 相逢是首歌 军旅歌曲 null 208548.05 XXX - 酷我音乐 $$