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物 理 八年级 下册 配粤教沪科版
第六章 力和机械
6.5 杠杆
第一课时 杠 杆
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目 录
CONTENTS
01
课程要求
02
知识点精讲
03
课堂巩固
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课程要求
1.知道什么是杠杆,掌握杠杆力、力臂作图。
2.探究并了解杠杆的平衡条件。
3.会应用杠杆的平衡条件进行相关计算
4.探究杠杆的平衡条件。(必做实验)
核心素养
1.物理观念
2.科学思维
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知识点精讲
知识点1:杠杆和杠杆的五要素
1. 杠杆的定义:一根在力的作用下能绕某一个__________转动的硬棒(直棒或曲棒),叫做杠杆。 如撬棒、跷跷板、羊角锤、钳子、指甲刀等。
固定点
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2. 杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 如图6-5-1所示,杠杆绕着转动的点叫做__________,用符号O表示;使杠杆转动的力叫做__________,用符号F1表示;阻碍杠杆转动的力叫做__________,用符号F2表示;从支点到动力作用线的距离,叫做__________,用符号L1表示;从支点到阻力作用线的距离,叫做__________,用符号L2表示。
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
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3. 力臂的画法:①先找出杠杆支点的位置;②再沿动力和阻力作用的方向画力的作用线(虚线);③然后从支点作出这些力的作用线的垂线;④标垂足,定力臂。
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4. 如图6-5-2所示,杠杆AB处于平衡状态,O点为杠杆的支点,则力F的力臂长短是( )
A. OA
B. OD
C. OC
D. AC
课堂演练
C
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5. 在力的作用下能绕着某个固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆的力臂__________(填“一定”或“不一定”)在杠杆上。杠杆平衡是指杠杆静止或绕支点_____________状态。
6. 如图6-5-3所示,以O为支点的杠杆OA处于静止状态,请画出拉力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。
不一定
匀速转动
如答图6-5-1所示。
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7. 如图6-5-4所示是用螺丝刀撬图钉的示意图,请画出动力F1的力臂L1和螺丝刀受到的阻力F2的示意图。
如答图6-5-2所示。
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思路点拨:1. 动力臂L1和阻力臂L2的长短是支点到力的作用线的垂直距离,而不是支点到力的作用点的距离。 2. 画力臂时注意首先一定要确定好支点位置,然后画出力的作用线后,从支点作力的作用线的垂线。 力臂可用实线加双箭头或虚线大括号表示,力臂与力的作用线相互垂直,需加直角符号。
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知识点2:探究杠杆的平衡条件
8. 杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下处于__________或__________________状态,叫做杠杆平衡。 杠杆水平静止或倾斜静止都处于平衡状态。
静止
匀速转动
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9. 实验操作注意事项:在探究杠杆平衡的条件时,实验前,要调节杠杆两端的_____________,使杠杆在________位置平衡, 这样做的目的是让杠杆的重心落在支点上,此时杠杆自身重力的力臂为零,杠杆自身重力对杠杆平衡没有影响。实验时,使杠杆重新在水平位置平衡的目的是让力臂落在杠杆上,此时力臂长短可以直接从杠杆上读出,方便_____________。
10. 杠杆的平衡条件:__________________________, 用公式表示为_____________。
平衡螺母
F1L1=F2L2
动力×动力臂=阻力×阻力臂
水平
测量力臂
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11. 【科学探究】如图6-5-5所示,是“探究杠杆的平衡条件”的实验过程。
(1)实验前,杠杆的位置如图甲所示,此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向__________(填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡。实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向,这样做的好处是____________________。
左
便于测量力臂
课堂演练
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(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆左右两侧各加挂一个钩码,杠杆的______端会下降。
(3)某同学做了一次实验后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,小明同学认为他的做法不合理,理由是__________
______________________________________________________________。
左
有偶然性,要重复多次实验,总结杠杆平衡条件的普遍规律
结论具
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(4)利用如图丙所示的装置进行实验,每个钩码重0.5 N,杠杆平衡时弹簧测力计的读数为__________N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数将__________(填“变大”“不变”或“变小”)。
2.25
变大
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12. 如图6-5-6所示,正方体物块A置于水平地面上,通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端。杠杆可绕O点转动,且BO=10 cm,OC=30 cm,在C端用F=10 N的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且细绳对杠杆被拉直(物体A未离开地面)。则B端细绳对杠杆的拉力F拉为多少牛?
解:由杠杆的平衡条件可知,
F拉×LOB=F×LOC,
则F拉===30 N。
答:(略)
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13. 如图6-5-7是小明在做俯卧撑,可将他看成是一个杠杆,A为重心,O为支点,支撑点B,手臂垂直于地面,则动力臂是_________m;假设小明的体重为60 kg,则小明受到的重力为__________N,地面对他双手的支撑力是__________N。(g取10 N/kg)
1.5
600
360
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思路点拨:①杠杆倾斜静止时也是平衡状态,调节杠杆在水平位置平衡的目的是方便直接测量力臂长短;②杠杆支点选在中点时自身重力的力臂为0,可以消除杠杆自身重力对实验的影响;③多次进行实验的目的是使得到的结论具有普遍性;④杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2。
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课堂巩固
1. 小梦在探究杠杆平衡条件时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图6-5-8所示,他这样做的最终目的是( )
A. 便于读出拉力大小
B. 便于改变拉力大小
C. 便于正确认识力臂
D. 便于测量力臂大小
C
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2. 质量为60 kg的人站在跷跷板某一个位置时,跷跷板处于平衡状态(如图6-5-9)。由此可估测球的质量约为( )
A. 10 kg B. 30 kg
C. 60 kg D. 120 kg
B
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3. 轻质杠杆可绕O(O是杠杆的中点)转动,现在B端挂一重为G的物体,在A端竖直向下施加一个作用力F,使其在如图6-5-10所示的位置平衡,则( )
A. F一定大于G B. F一定等于G
C. F一定小于G D. 以上说法都不正确
B
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4. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中,调节杠杆水平平衡后,小丽在杠杆的A点挂上2个钩码(每个钩码重1 N,杠杆上相邻刻度线距离相等),如图6-5-11所示。若使杠杆恢复水平平衡状态,可以在________(填字母)点挂上1个钩码,或者_______N的力在C点沿着竖直向__________(填“上”或“下”)的方向拉杠杆。
E
1
上
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5. 如图6-5-12所示,轻质杠杆的中点悬挂着重力为50 N的物体,在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F使杠杆保持水平平衡,则力F的大小为_______N;保持力F的方向不变,将重物向右移动,要使杠杆保持水平平衡,力F将__________;保持重物位置不变,力F的方向始终与杠杆垂直,将杠杆沿逆时针方向缓慢转动一定角度,力F将__________。
(后两空均填“变大”“变小”
或“不变”)
25
变大
变小
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6. 小明同学在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)实验前,杠杆静止在如图6-5-13甲所示的位置,他应该将杠杆右端的平衡螺母向______(填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是__________________________。
右
消除杠杆自重对实验的影响
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(2)调节杠杆水平平衡后,小明按如图6-5-13乙所示的a、b、c三种情况进行了三次实验。分析实验记录的数据,他得出杠杆的平衡条件为“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”,小军认为这个结论是错误的。为了验证自己的观点的正确性,小军用图6-5-13丙所示的装置再次进行实验,保持杠杆在水平位置平衡,仅改变弹簧测力计的拉力方向,若弹簧测力计示数___________(填“变化”或“不变化”),则说明小明的结论是错误的。
变化
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谢 谢 !
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