第一节 杠杆（教学课件）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

第十一章 简单机械 第一节 功 2025 八年级下册（北师大（北京）2024） 目录 壹 学习目标 肆 课堂练习 贰 课堂引入 叁 探究新知 陆 课后作业 伍 课堂总结 学习目标 1.能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂、能准确地画出杠杆所受的力及力臂。(物理观念、科学思维) 2.通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件，并能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。(物理观念、科学探究) 3.能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。(物理观念、科学思维) 课堂引入 你知道他们利用木棒搬动巨大的木料的原理吗？ 人类很早以前就学会使用简单的机械了。壮丽辉煌的咸阳宫曾蔚然矗立于八百里秦川。司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。右图就是我们的祖先在建造宫殿时的情景。 课堂引入 第1节 杠杆 阿基米德的豪言壮语是真的吗？它包含着怎样的科学知识？ 今天我们学习了“杠杆” ，你就明白了其中的道理了。 两千多年前古希腊哲学家、数学家、物理学家——阿基米德曾说过这样的豪言壮语： 若给我一个支点和一根足够长的棒，我可以撬动地球 阿基米德 知识点1 杠杆 问题：观察下图中的机械，思考它们有什么共同特征？ 共同特征 有力的作用； 能绕固定点转动； 是一根硬棒。 跷跷板 羊角锤拔钉子 开瓶器开瓶子 探究新知 知识点1 杠杆 1. 杠杆 （1）定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。 “硬棒” 是指在力的作用不发生形变。 杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。 温馨提示 F F 固定点O 固定点O F F 探究新知 知识点1 杠杆 支 点：杠杆绕着转动的点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：从支点到动力作用线的距离l1 . 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2 . 注意：“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。不是支点到作用点的距离。 l2 人用撬棒翘石头 2. 杠杆的五要素 F1 F2 l1 支点O 探究新知 知识点1 杠杆 动力臂l１ 3. 力臂的画法 阻力F2 动力F１ 阻力臂l２ 以人用撬棒翘起物体为例——画出动力F1与阻力F2的力臂 支点O 力的作用线 F1 F2 力的作用线 探究新知 知识点1 杠杆 总结：力臂的画法 三作垂线段：从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂线的距离就是力臂。 二画线：过力的作用点沿力的方向画出力的作用线。 注意： 必要时要用虚线将力的作用线延长。 一找点：先确定杠杆的支点O 四用括号来体现：最后用大括号或箭头勾出力臂，并在旁边写上字母l1或l２。 探究新知 知识点1 杠杆 画力臂时的注意事项 （1）力臂是支点到力的作用线的距离，是支点到力的作用线的垂线段，不能把力的作用点到支点的距离作为力臂，不要出现如图所示的错误。 探究新知 知识点1 杠杆 画力臂时的注意事项 （2）如图所示，当表示力的线段比较短时，过支点无法直接作出垂线段，可将力的作用线延长，然后过支点作延长线的垂线段，即为力臂。注意延长部分要用虚线表示，相当于数学作图中的辅助线。 探究新知 知识点1 杠杆 【典例1】如图中杠杆，点为支点，请画出动力F1的力臂l1和阻力F2。 探究新知 知识点1 杠杆 L1 F2 方法：一点、二线、三垂直、四括号 【典例2】若使图中的杠杆OA保持水平位置平衡，现已画出F2的力臂l2，请作出力F2的示意图。 探究新知 知识点1 杠杆 F2 4. 已知力臂画力 知识点2 杠杆的平衡 为什么体重不同的两人 能让跷跷板水平静止？ 在杠杆的使用中，杠杠的平衡状态是一种非常重要的状态。 杠杆满足什么条件时才会平衡呢？下面我们一起探究。 为什么重力相同的两人 不能让跷跷板水平静止？ 1. 杠杆的平衡条件 杠杆的平衡条件 杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时，就说杠杆平衡。 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 提出问题 实验设计 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？ 1. 探究杠杆的平衡条件 杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力臂和阻力臂共同决定的。为了研究其平衡条件，可以在杠杆处于平衡状态时，分别测出动力F1、阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2，然后经过大量的数据对比，归纳出杠杆的平衡条件。 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 ①实验器材：杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计。 ②测量的物理量：动力、阻力、动力臂、阻力臂。 ③实验表格 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 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 （1）把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母， 使杠杆在水平位置平衡。 进行实验 平衡螺母 使杠杆在水平位置平衡时，可以直接从杠杆上读出两个力臂，不用测量，非常方便。 另外，可以消除杠杆自身的重力对实验结果的影响。 杠杆哪端高，就把平衡螺母向哪端调节；或者杠杆向哪边偏，就把平衡螺母向反方向调节。 平衡螺母 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 （2）在杠杆两边挂不同数量的钩码，把支点右边的钩码对杠杆的作用力当作动力F1，支点左边的钩码对杠杆的作用力当作阻力F2。 调节钩码的位置，使杠杆 在水平位置重新平衡，将动力F1、 阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2 的实验数据填入表中。 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 （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，使杠杆在水平位置重新平衡，再做几次实验。 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 （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。 注意： 弹簧测力计只有沿竖直方向施加力，才可以直接读出力臂。 F1 o l1 F2 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 10 1 20 2 3 10 2 15 3 4 5 1 20 实验结果表明，动力臂越长，需要的力越小；动力臂越短，需要的力越大。二者之间是反比关系。 实验结论： 杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1 L1 = F2 L2 。 分析论证 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 ①杠杆在水平位置静止的目的是： 一是使杠杆的重心在支点，以消除杠杆 自身重力对实验的影响。二是便于直接读出力臂。 ②多次测量获得多组实验数据的目的是： 避免偶然性，获得普遍性的结论。 交流与评估 ③在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，不能再调节平衡螺母。 ④读数时，杠杆仍要保持处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。 调节 平衡螺母 不能调节 平衡螺母 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 （b） （a） l2 ∟ ⑤弹簧测力计一定沿竖直方向施加力。 l1 如图（a）所示，弹簧测力计沿竖直方向施加力时，力臂l1=10cm，可以直接读出。 如图（b）所示，弹簧测力计不沿竖直方向施力，力臂为l2， l2 ＜l1= 10cm，不能直接从杠杆上读出。 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 杠杆平衡时：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式表示: F1 L1=F2 L2 注意： ①应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同。 ②杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。 或变形式: 作用在杠杆上两个力的 大小与他们的力臂成反比. 这就是阿基米德 发现的杠杆原理。 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 【典例4】我们使用开瓶器开汽水瓶时（如图甲所示），可以简化成如图乙这样的杠杆，O为支点。若动力和阻力都与杠杆垂直，且，，则 N。 【详解】由杠杆平衡条件可得 F1的大小为 20 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 【典例5】如图所示的轻质杠杆AOB，2AO=BO，O为杠杆的支点，A点所挂物体重G=10N，为了使OA段在水平位置静止，在B端需要施加的最小动力为 N。 【详解】由图可知，阻力和阻力臂一定时，动力臂最大，则动力最小，以B为作用点时，把OB当作力臂时最长，则动力最小，最省力，因为2AO=BO，由杠杆平衡条件可得F×OB=G×OA A点所挂物体重G=10N，则F=5N 5 探究新知 知识点2 杠杆的平衡 知识点3 生活中的杠杆 如图所示，是利用撬棒撬石头时的情景，请仔细观察，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？ 如何判断一个杠杆是省力的还是费力的呢？ 如图所示，是利用食品夹时的情景，请仔细观察，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？ 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 ①若l1＞l2，则F1 F2 根据杠杆的平衡条件对杠杆进行分析： ＞ 省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆 ＝ ＜ 提示：判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。 如图所示，人的动力为F1 ，动力臂为l1 ，阻力为F2，阻力臂为l2。 ③若l1＜l2，则F1 F2 ②若l1 = l2，则F1 F2 根据杠杆的平衡条件：F1 L1=F2 L2 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 ①特点：动力臂大于阻力臂，省力费距离。 o F1 F2 ∵l1＞l2 ∴F1＜F2 故动力小于阻力， 即为省力杠杆。 根据杠杆的平衡条件：F1 L1=F2 L2 2. 省力杠杆 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 ②省力杠杆的实例分析 F1 F2 o o F2 F1 剪刀相当于两个杠杆组合在一起 l2 l1 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 ③生活中的一些省力杠杆： 钢丝钳 羊角锤 核桃夹 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 o F1 F2 ∵l1＜l2，∴F1 ＞F2 故动力大于阻力， 故为费力杠杆。 根据杠杆的平衡条件：F1 L1=F2 L2 ①特点：动力臂小于阻力臂，费力省距离。 3. 费力杠杆 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 ②费力杠杆的实例分析 o F1 F2 F2 l1 l2 l2 l1 筷子相当于两个杠杆组合在一起. 人的右手与钓鱼竿接触处为支点. o F1 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 ③生活中的一些费力杠杆 扫把 镊子 船桨 起重机举起重物 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 ①特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，既不省距离，也不费距离。 o F1 F2 根据杠杆的平衡条件：F1 L1=F2 L2 因为l1=l2，所以F1=F2 故动力等于阻力，即为等比杠杆。 4. 等臂杠杆 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 ②生活中的等臂杠杆 托盘天平 跷跷板 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 杠杆分类 力臂关系 省费力、距离情况 实例 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 省力费距离 省距离费力 不省力也不省距离 撬棍、扳手、钢丝钳 天平、跷跷板 镊子、鱼竿、筷子 l动＞l阻 l动＜l阻 l动=l阻 5. 总结——杠杆的分类 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 【典例6】（多选）下列简单机械中，在使用时省距离的是（    ） AD 探究新知 知识点3 生活中的杠杆 课堂练习 1. 下列关于杠杆的说法中，正确的是（　　） A．从支点到力的作用点之间的距离叫力臂 B．杠杆一定是直的 C．动力与阻力的方向总是相反的 D．支点可以在动力作用点与阻力作用点之间，也可以在外侧 课堂练习 D 课堂练习 B 2. 如图所示，人的前臂可以看成是以肘关节О为支点的杠杆，当手托物件曲肘时，胳膊上的肱二头肌会对前臂施加一个动力，物件对前臂施加一个阻力。下列说法正确的是（　　） A．铅球的重力就是阻力 B．前臂相当于费力杠杆 C．前臂相当于省力杠杆 D．前臂相当于等臂杠杆 课堂练习 OB 3. 如图所示，O点为杠杆的支点（转轴），F为作用在A端的力。图中的虚线OA沿杆的方向，AB沿力F的方向，OB与AB垂直，其中表示力F的力臂的是 （选填“OA”“AB”或“OB”）。 4. 如图所示，是永宁门夜晚护城河吊桥升起的过程，在杠杆OA的B点系一根细绳，细绳绕过滑轮。在细绳的另一端施加一个拉力F，在此刻吊桥静止静止。画出此时拉力F的动力臂L。 L 探究新知 知识点1 杠杆 5. 如图所示杠杆在力F1、F2的作用下处于平衡状态，在图中画阻力F2． F2 方法： 第一步：确定力的作用线 第二步：确定力的作用点 第三步：画出力的方向，并标注 探究新知 知识点1 杠杆 课堂练习 2500:1 6. “四两拨千斤”最早见于王宗岳的《太极拳论》一文，是“以小力胜大力”的意思。在学过杠杆知识后，小明认为利用杠杆也可以实现“四两拨千斤”，他设计的可行性原理图如图所示，若小球的质量为200g，大球的质量为500kg，若想让杠杆在水平位置平衡，则OA：OB= 。 课堂总结 在力的作用下能绕固定点转动的硬棒 支点0：杠杆绕着转动的固定点 动力F1：使杠杆转动的力（人施加的力） 阻力F2：阻碍杠杆转动的力（物体施加的力） 动力臂l1：从支点到动力作用线的距离 阻力臂l2：从支点到阻力作用线的距离 平衡：杠杆在动力和阻力作用下保持静止或或匀速转动 平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1＝F2l2　 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 费力杠杆：l1＜l2 ，F1＞F2，费力，省距离 省力杠杆：l1＞l2，F1＜F2，省力，费距离 杠杆定义 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后“实践与探索”练习 自主安排 配套同步分层作业 52 ENDING! 2024 Thank you for watching! 谢谢观看 $$