12.1杠杆-2024-2025学年人教版八年级物理下册

初中物理鹿老师 第十二章 简单机械 第十二章 简单机械 初中物理鹿老师 第1节 杠杆 第十二章 简单机械 初中物理鹿老师 学习目标 1.认识杠杆，能准确找出杠杆的五要素； 2.通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件； 3.能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆解决生产生活中的实际问题； 4.了解不同时期杠杆的应用，感受我国古代科技成就，增强民族自信心和自豪感。 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 观察图中的跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械，你认为这些机械有什么共同的特点呢？ 1.都是“硬棒”； 2.在力的作用下能绕着固定点转动。 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 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杆。 杠杆是最简单的机械之一。 杠杆 一定是硬杆，但不一定是直杆，也可以是弯曲的。 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 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杆。 杠杆是最简单的机械之一。 杠杆 一定是硬杆，但不一定是直杆，也可以是弯曲的。 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 支点：杠杆可以绕其转动的点O； 杠杆 O O’ 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 支点：杠杆可以绕其转动的点O； 动力：使杠杆转动的力F1； 杠杆 O O’ F1 F’1 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 支点：杠杆可以绕其转动的点O； 动力：使杠杆转动的力F1； 阻力：阻碍杠杆转动的力F2； 杠杆 O O’ F1 F’1 F2 F’2 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 支点：杠杆可以绕其转动的点O； 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； 杠杆 O “力的作用线”是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。 O’ F1 F’1 F2 F’2 l1 l’1 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 支点：杠杆可以绕其转动的点O； 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。 杠杆 O “力的作用线”是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。 O’ F1 F’1 F2 l1 l’1 l2 F’2 l’2 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 杠杆的平衡条件 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 实验：探究杠杆的平衡条件 【实验猜想】 杠杆的平衡与动力、阻力的大小有关。 杠杆的平衡与动力臂、阻力臂的长短有关。 O F1 F2 l1 l2 F1 l1 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 实验：探究杠杆的平衡条件 【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，所以要找出这四个量之间的关系。 我们可以先保持杠杆一侧的两个量不变，如左侧的阻力和阻力臂，改变另一侧的两个量，即右侧的动力和动力臂。 然后再保持右侧的动力和动力臂不变，改变左侧的阻力和阻力臂，综合分析后找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系。 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 实验：探究杠杆的平衡条件 【实验过程】 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态。 平衡螺母 平衡螺母 1.排除杠杆自身重力对实验的影响； 2.便于直接读出力臂。 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 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 实验：探究杠杆的平衡条件 【实验过程】 1.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。此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。 2.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l2；把F1、F2、l1、l2的数值填入表格中。 1 0.5 0.05 0.1 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 实验：探究杠杆的平衡条件 【实验过程】 3.接着，我们改变力和力臂的数值，再做两次实验。 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 1 0.5 0.05 0.1 0.5 1 0.2 0.1 1 1.5 0.15 0.1 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 实验：探究杠杆的平衡条件 【分析论证】 分析表中的数据，找出它们之间的关系。 【实验结论】 实验结果表面，要使杠杆平衡，需要满足以下条件： 动力×动力臂=阻力×阻力臂 或写为： F1l1=F2l2 这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 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 1 0.5 0.05 0.1 0.5 1 0.2 0.1 1 1.5 0.15 0.1 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 在上面的实验中，我们研究了动力和阻力位于支点两侧的情况。仔细观察如图所示的杠杆，它与上面实验中研究的杠杆有什么不同？ O B A F 杠杆的平衡条件 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 动物园内，一位物理老师利用一个小小的弹簧测力计，就测出了一头大象的质量。测量时用一根长度为12m的槽钢作为杠杆。如图所示，吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数F1为200N。测得l1为6m，l2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。 杠杆的平衡条件 F1=200N l1=6m l2=4cm=0.04m 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 杠杆的平衡条件 F1=200N l1=6m l2=4cm=0.04m 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，有 大象的质量 大象的质量为3t 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 用杠杆和弹簧测力计测量一个很重物体（大象）的质量时，应使弹簧测力计拉力的力臂远大于被测物体（大象）对杠杆拉力的力臂。 如果用杠杆和弹簧测力计测量一个很轻物体的质量时，又应该怎么办？ 杠杆的平衡条件 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 当杠杆的动力臂比阻力臂长时，该杠杆为省力杠杆。 特点：省力，费距离。 生活中的杠杆 O F1 F2 l1 l2 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 当杠杆的动力臂比阻力臂长时，该杠杆为省力杠杆。 特点：省力，费距离。 生活中的杠杆 O F1 l1 l2 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 当杠杆的动力臂比阻力臂短时，该杠杆为费力杠杆。 特点：费力，省距离。 生活中的杠杆 O F1 F2 l2 l1 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 当杠杆的动力臂比阻力臂短时，该杠杆为费力杠杆。 特点：费力，省距离。 生活中的杠杆 O F1 l1 l2 F2 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 当杠杆的动力臂与阻力臂相等时，该杠杆为等臂杠杆。 特点：不省力也不费力，不省距离也不费距离。 生活中的杠杆 O F1 F2 l1 l2 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 当杠杆的动力臂与阻力臂相等时，该杠杆为等臂杠杆。 特点：不省力也不费力，不省距离也不费距离。 生活中的杠杆 12.1 初中物理鹿老师 杠杆 生活中的杠杆 杠杆分类 力臂关系 力的关系 特点 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 省力、费距离 费力、省距离 初中物理鹿老师 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，另一端大石块的位置则上升。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。 科学世界：我国古代的杠杆 12.1 杠杆 初中物理鹿老师 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，去掉石臼中稻谷的皮。 科学世界：我国古代的杠杆 12.1 杠杆 初中物理鹿老师 在踏碓的基础上，人们有发明了利用水力的水碓，水碓的原动轮是一个大型卧式水轮，轮的轴上装有一排互相错开的拨板，用以推动碓杆，碓杆的一端装有碓头，水轮转动时，就使几个碓头相继舂米。它不仅用于粮食加工，还用于舂碎香料、陶土等。 我国古代还有许多杠杆的应用。明代的科技著作《天工开物》中就记载了许多利用杠杆的器具，有兴趣的同学可以进一步研究。 科学世界：我国古代的杠杆 12.1 杠杆 初中物理鹿老师 课后练习 1.有很多物品都可以看作杠杆，比如镊子、订书机等。请观察家里的生活用品，说出另外两种可以看作杠杆的物品。 筷子、笤帚、夹子、指甲刀、剪刀等 12.1 杠杆 l1 F1 F2 l2 F1 l1 l2 初中物理鹿老师 课后练习 2.在图中分别画出钳子、自行车手闸这两个杠杆（图中深色部分）工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂。如果用钳子剪铜线时，觉得有些费劲，你可以怎样操作，并简述其中的物理原理。 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，可以适当让手远离钳子的支点，增大动力臂l1，从而减小动力F1。 或者适当将钳子靠近铜线被剪断的位置，通过减小阻力臂l2，从而减小动力F1。 12.1 杠杆 初中物理鹿老师 课后练习 3.如图所示，在探究杠杆的平衡条件时，如果挂钩码前杠杆没有水平静止，你应该怎样调节杠杆两端的螺母？ 将左端的平衡螺母向右调节，或将右端的平衡螺母向右调节，或同时将左、右两端的平衡螺母向右调节。 12.1 杠杆 初中物理鹿老师 课后练习 4.如图为指甲剪的示意图，其中有省力杠杆，也有费力杠杆。哪个部分是省力杠杆，哪个部分是费力杠杆？ 12.1 杠杆 F1 有图可知，指甲剪可以看成是由一个撬棒和一个镊子组成，它是由三个杠杆组成的。 撬棒是以O为支点，动力为F1，阻力为F2，由图可知，l1>l2，所以是省力杠杆。 镊子是由两个杠杆组成，①O为支点，动力为F1，阻力为F2，由图可知，l1<l2，所以是费力杠杆。 ②O为支点，动力为F1，阻力为F2，由图可知，l1<l2，所以是费力杠杆。 l1 O F2 l2 O F1 l1 F2 l2 O F1 l1 F2 l2 初中物理鹿老师 课后练习 5.搬运砖块的独轮车，车体和砖块所受的总重力G为1000N，独轮车的有关尺寸如图所示。抬起独轮车时，人手向上的力F应是多少？ 独轮车相当于杠杆，轮子的轴心是支点O，手施加的向上的力F1为动力，车厢和砖头的总重力G为阻力F2=1000N，动力臂l1=1m，阻力臂l2=0.3m 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得： 12.1 杠杆 课堂小结 初中物理鹿老师 12.1 杠杆 在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒 ①支点：杠杆可以绕其转动的点O 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：从支点到动力作用线的距离l1 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2 ①平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时 ②平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2　 ①省力杠杆：l1＞l2，F1＜F2，省力，费距离 ②费力杠杆：l1＜l2，F1＞F2，费力，省距离 ③等臂杠杆：l1=l2， F1=F2，不省力，也不费距离 五要素 杠杆平衡 杠杆分类 杠杆定义 杠杆 初中物理鹿老师 谢 谢 $$