9.1 杠杆-2024-2025学年八年级物理下册同步教学课件（北师大版2024）

第一节　杠杆 北师大版八年级下册（2024） 玉兔号月球车 第九章　机械和功 核心素养目标 1.物理观念 知道杠杆及与杠杆相关的概念；知道杠杆的平衡条件及其表达式；能从常见工具和简单机械中辨别出杠杆并进行分类；了解轮轴的特点及应用。 2.科学思维 通过对实例进行分析，结合示意图建立杠杆的模型，掌握力臂的画法；通过观察实验现象和分析实验数据，推理得出杠杆的平衡条件；能够根据杠杆的特点，以及作用效果等进行分类；能够应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题。 3.科学探究 通过参与科学探究活动，提升探究能力。在探究活动中能够对杠杆平衡条件进行猜想与假设，并且设计出验证方案，对获得的信息进行处理，得出杠杆平衡的条件。 4.科学态度与责任 通过生活中的实例来建立杠杆模型，了解物理学中研究问题的方法，总结成功的经验；通过探究杠杆的平衡条件，主动参与科学探究，增强交流与合作的意识，加强相互协作精神。 导入新课 一 玉兔号月球车能在月球表面进行巡视，并舒展“玉兔之手”--机械臂，对脚下的月壤成功实施科学探测。完成这些任务需要复杂的机械传动装置，这些复杂的机械传动装置都是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的。这些简单机械是如何工作的? 今天开始就学习第九章的机械和功 情景导入 古代的抛石机出现于战国初期，使用至元朝末年，主要用于围攻和防守要塞。 情景导入 让古人闻风丧胆的攻城武器抛石机，是怎么将几十斤的重物抛出去的？ 情景导入 思考 我们从最简单的机械开始学习 探究新知 二 下列工具在使用中有什么共同的特点？ 一 杠杆的特点 从生活到物理----观察与思考 1 一 杠杆的特点 从生活到物理----观察与思考 1 下列工具在使用中有什么共同的特点？ 道钉撬 钢丝钳 拖把 1.有力的作用 2.绕固定点转动 3.硬杆（形变不大） 一 杠杆的特点 我们把这种利用直杆或曲杆，在力的作用下绕杆上一固定点转动的简单机械叫作杠杆。 杠杆的概念 2 一 杠杆的特点 从物理到生活----认识杠杆 3 注意：杠杆可以是任意形状的，但必须是硬的，不易发生形变。 活塞式水泵 一 杠杆的特点 从物理到生活----认识杠杆 3 切纸刀 钢丝钳 一 杠杆的特点 从物理到生活----认识杠杆 3 船浆 O F2 F1 O F1 F2 一 杠杆的特点 杠杆的五要素 4 支 点(O)：杠杆绕着转动的点 阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力 动 力(F1)：促使杠杆转动的力 F1 F2 O L1 杠杆的五要素 4 一 杠杆的特点 L2 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。 支点O 动力Ｆ１ 阻力Ｆ2 2.沿力的方向作出力的作用线，用虚线正向或反向延长 3.从支点向力的作用线作垂线段 1.找出支点O 一 杠杆的特点 力臂的作法 5 L1 L2 4.标垂足和力臂的符号。 F1 L2 F2 Ｏ 一 杠杆的特点 力臂的作法 5 L1 实例分析1 羊角锤 F1 O O F1 F2 F2 L1 L2 L2 L1 一 杠杆的特点 力臂的作法 5 活塞式抽水机 实例分析2 二 杠杆的平衡条件 提出问题和假设 1 杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下保持静止或匀速转动时。 杠杆在满足什么条件时才会平衡？ 提出问题 猜想假设 假设一： 假设二： 假设三： 假设四： F1+L1=F2+L2 F1–L1=F2–L2 F1/L1=F2/L2 F1 · L1=F2 · L2 实验设计 器材: 杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台 测量的物理量: 力和力臂 （1）如何方便表示力的大小？ （2）如何方便知道力臂大小？ 所挂钩码的个数 在杠杆两端分别挂不同数量的钩码，通过所挂钩码的个数方便地反映力的大小 钩码距离支点格数 使杠杆每次在水平位置平衡，通过所挂钩码位置在杠杆上格数读出力臂 二 杠杆的平衡条件 制定方案 2 ①调平 将杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡 ②挂平 调节杠杆两端所挂钩码的个数及位置，使杠杆在水平位置再次平衡，分别计下左右两边的钩码个数及格数 ③多次挂平 改变杠杆两端所挂钩码的个数及位置，再做几次实验。分别记下每次两边的钩码个数及位置 排除杠杆自重带来的干扰，使杠杆的重心刚好在支点上 便于力臂的测量 （可从杠杆上直接读出力臂） 这里多次实验的目的 是为了总结物理规律 二 杠杆的平衡条件 制定方案 2 二 杠杆的平衡条件 收集证据 3 实验次数 动力 F1/N 动力臂 L1/格 阻力 F2/N 阻力臂 L2/格 1 2 3 … 二 杠杆的平衡条件 收集证据 3 二 杠杆的平衡条件 分析论证 4 动力×动力臂 ＝ 阻力×阻力臂 F1L1＝ F2L2 意义：动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。 实验结论 G 解：根据杠杆平衡条件F1L1＝ F2L2 可知: FxOB=GxOA 100Nx4m=Gx1m G=400N. 答:物体G所受重力为400N。 二 杠杆的平衡条件 杠杆平衡条件的应用 5 例题１：如图所示，轻质杠杆的支点为O，力臂OA=1m，OB=4m，在A端挂一体积为1m3的物体G，B端施加一竖直向下、大小为100N的拉力，杠杆恰能在水平位置平衡；求物体所受重力。 例题２：如图，请在A点上作出最小动力的方向 FA O 二 杠杆的平衡条件 先找到最长的力臂：从支点到力的作用点的连线是最长的力臂 作力臂的垂直线，根据杠杆平衡条件力臂最长动力最小。 G A 杠杆平衡条件的应用 5 你认识下面这些剪刀吗?它们分别有什么特点呢？说一说它们分别有什么用途？ 园艺剪 医疗剪 裁缝剪 理发剪 厨房剪 三 杠杆的分类 从生活到物理----观察与思考 1 三 杠杆的分类 省力杠杆 1 动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆 F1L1＝ F2L2 ∵L1＞L2 ∴F1＜ F2 　 这句话有一定的科学道理，即选用动力臂越长的杠杆越省力。但省力的同时必然费距离。即使要把地球撬动很小的距离，杠杆的动力作用端也要移动“很大很大”的距离，这是无法实现的。 阿基米德曾说过：“假如给我一个支点，我就能撬动地球。” 三 杠杆的分类 省力杠杆 1 三 杠杆的分类 省力杠杆 1 三 杠杆的分类 在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？ 使用省力杠杆，虽然省了力，但却费了动力作用点移动的距离。 省力杠杆 1 三 杠杆的分类 费力杠杆 2 动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，是费力杠杆 F1L1＝ F2L2 ∵L1＜L2 ∴F1＞ F2 L1 L2 我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？ 使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。 三 杠杆的分类 费力杠杆 2 三 杠杆的分类 等臂杠杆 3 动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，是等臂杠杆 F1L1＝ F2L2 ∵L1=L2 ∴F1= F2 使用等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向。 杠杆的分类小结 4 结构特点 是否省力 是否省距离 应用举例 L动＞L阻 省力 费距离 羊角锤 园艺剪 厨房剪 开瓶器 L动＜L阻 费力 省距离 理发剪 镊子 L动＝L阻 不省力 不省距离 天平 小结：判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。 三 杠杆的分类 杠杆的分类 三 下列工具都包含的杠杆，在使用时哪个省力？哪个费力？ 等臂杠杆 费力杠杆 费力杠杆 从物理到生活 5 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 杠杆的分类 三 汽车方向盘 轮轴也是一种常见的简单机械，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。我们习惯把大轮叫轮，把小轮叫轴。轮轴可看作杠杆的变形。 阀门旋钮 从物理到生活----轮轴 5 轮轴在使用过程中是省力还是费力的？ 辘轳 杠杆的分类 三 从物理到生活----轮轴 5 归纳总结：由杠杆平衡的条件可知F1R＝F2r，因为轮半径R大于轴半径r，所以F1<F2；因此当力作用在轮上时省力，当力作用在轴上时费力。 杠杆的分类 三 从物理到生活----轮轴 5 在实际应用中，为了使用方便或节约材料，常用杆状物体来代替大轮，如：水龙头把手、门把手、皮卷尺摇把等(图 9.1-10)。 课堂小结 三 课堂小结 练习巩固 四 1.下面把车轮推上台阶的四种方法，推力的作用点相同，推力的方向不同，如图所示，则哪一种推法最省力（ ） C 巩固练习 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 2.下图是生活中常用的简z单机械，其中属于费力杠杆的是（    ） B.打开瓶盖的起子 A.取盘子的夹子 C.修剪树枝的剪刀 D.夹核桃的夹子 A 巩固练习 3.若用撬棒撬起大石头，可以施加向上的力F上 ，也可以向下施加力F下 ，如图所示，向上用力时支点是 ；向下用力时支点是 （选填字母B、C、D ） B 巩固练习 C ４．如图所示，杠杆平衡，若在右端钩码下加挂2个等重的钩码，左端钩码的位置应当向_____移_____格，才能使杠杆重新平衡。 巩固练习 左 2 左 右 　５.下图是液压汽车起重机的示意图，其中吊臂可绕0点转动。请你分别画出作用在吊臂上动力F1的力臂L1和阻力F2的力臂L2。 F1 F2 巩固练习 L2 L1 L1 6.请在图中画出力F1的力臂L1及杠杆所受阻力F2的示意图。 巩固练习 F2 活塞式抽水机 7.图中AOB部分工作时可以看做杠杆，请你画出F1的力臂L1及B点受到的阻力F2和其阻力臂L2 巩固练习 8.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? 巩固练习 给我一个支点，我将撬动自己的人生，给我一个方向，我将一往无前，努力，可以撬动财富的杠杆。 励志语录 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.20.100 $$