第1节 杠杆（第2课时）（教学课件）（含交互动画）物理新教材人教版八年级下册

该初中物理课件聚焦杠杆平衡条件的应用及杠杆分类，通过回顾杠杆五要素和平衡条件导入，搭建从理论到实践的学习支架，帮助学生衔接旧知并逐步掌握杠杆问题分析方法。 其亮点在于结合生活实例与古代杠杆工具（如桔槔、踏碓），通过小组活动画杠杆示意图、问题驱动分析力臂关系，培养科学思维与探究能力。采用分类表格归纳杠杆特点，助力学生建立物理观念，教师可借助实例提升教学直观性与学生应用能力。

第十二章 简单机械 第1节 杠杆（第2课时） 物理八年级下册 •人教版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 能识别杠杆，准确找出杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）。知道杠杆的平衡条件（F₁L₁=F₂L₂），并能进行简单计算和判断杠杆类型。 02 科学思维 经历从生活实例中概括共同特征、抽象出杠杆模型的过程。通过探究杠杆平衡条件，学习归纳推理、数据分析的方法。能运用杠杆平衡条件分析、解释生活中的相关现象。 03 科学探究 能完成“探究杠杆的平衡条件”学生必做实验。会设计实验方案，正确操作器材，记录并分析数据，归纳得出实验结论，并与同学交流评估。 04 科学态度与责任 通过了解我国古代杠杆应用（如桔槔、杆秤），感受中华民族的智慧，增强民族自豪感和文化自信。养成乐于探究、实事求是的科学态度。 教学重难点 教学难点 教学重点 1、运用杠杆平衡条件解决实际问题； 2、杠杆的分类及特点。 1、理解“省力杠杆费距离，费力杠杆省距离” 的辩证关系； 2、将复杂的实际工具抽象为杠杆模型并进行分析。 课堂引入 上节课我们认识了杠杆，杠杆的五要素有哪些？探究得出了杠杆的平衡条件，它的内容是什么？公式如何表达？有什么用途？ 回顾： o F1 F2 l1 l2 动力×动力臂=阻力×阻力臂 或 杠杆平衡的条件： 知识点3：杠杆平衡条件的应用 一轻质杠杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知OA=0.3m，OB=0.2m，在B点处悬挂一重物G，质量为3kg，若在A处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，此时的拉力F为多少？（g=10N/kg） 例： 知识点3：杠杆的平衡条件的应用 O G B A F1 F2 l1 l2 分析：根据杠杆的五要素分析，已知重物质量，先由G=mg算出阻力大小。因拉力竖直向上且杠杆水平，力臂即为杆长（画出杠杆的五要素）。直接代入平衡公式F×OA = G×OB求解。 一轻质杠杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知OA=0.3m，OB=0.2m，在B点处悬挂一重物G，质量为3kg，若在A处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，此时的拉力F为多少？（g=10N/kg） 例： 知识点3：杠杆的平衡条件的应用 O G B A F1 F2 l1 l2 解：由图可知，动力臂l1=OA=0.3m， 阻力臂l2=OB=0.2m， 阻力F2=G=mg=3kg×10N/kg=30N 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2， 答：此时的拉力F为20N。 知识点3：杠杆的平衡条件的应用 归纳： O G B A F1=20N F2=G=30N l1 l2 比较重物的重力和拉力的大小，相比于直接提升重物，这里利用了杠杆的什么特点？ 解决杠杆平衡问题的一般步骤： 1、画出杠杆的结构示意图，标出五要素； 2、标出已知条件和待求量； 3、用杠杆平衡条件解题（单位要统一）。 如图所示，将重60N的物体A置于水平地面上，A与水平地面的接触面积为0.01m2，通过细绳将A系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BO=10cm，CO=30cm，在C端用F=10N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且细绳被拉直（物体A未离地），不计绳重，下列说法正确的是（　　） A．杠杆对物体A的拉力为60N B．水平地面对物体A的支持力为60N C．物体A对水平地面的压强为6000Pa D．当要将A拉离地面时，作用在C端的力至少为20N 例1： 知识点3：杠杆的平衡条件的应用 D 知识点3：杠杆的平衡条件的应用 【答案】D 【详解】A．杠杆对物体A的拉力等于物体A对杠杆的拉力，根据杠杆平衡原理可知,拉力为F1=FLOC/LOB=10N×30cm/10cm=30N，故A错误； B．物体重力为60N，杠杆对物体A的拉力为30N，则水平地面对物体A的支持力为 F支=G−F1=60N−30N=30N，故B错误； C．物体A对水平地面的压力等于水平地面对物体A的支持力，则物体A对水平地面的压强为p=F/S=F支/S=30N/0.01m2=3000Pa，故C错误； D．当要将A拉离地面时，拉力等于物体的重力60N。则作用在B端的拉力为60N，根据杠杆平衡原理，作用在C端的力至少为F3=F2LOB/LOC=60N×10cm/30cm=20N，故D正确。 知识点4：生活中的杠杆 这些工具都是杠杆。请大家以小组为单位，任选两个，画出它们的杠杆示意图（简化模型），并比较它们的动力臂L₁和阻力臂L₂的大小关系。 活动： 知识点4：生活中的杠杆 当L₁ > L₂时，根据F₁L₁=F₂L₂，F₁和F₂有什么关系？使用起来有什么感觉？我们叫它什么杠杆？它有什么缺点吗？ 归纳： 知识点4：生活中的杠杆 省力杠杆：省力，但费距离 L₁>L₂，由F1l1＝F2l2得，F₁<F₂，即更省力； 手移动的距离比物体移动的距离大。 例举你在生活中观察到的省力杠杆？ 活动： 知识点4：生活中的杠杆 利用类比法理解抽象概念，如简单机械的省力原理。物理学习是终身受益的过程。物理概念的认知重构建立正确的物理观念很重要。特别是惯性现象的解释。物理问题的快速识别，制作知识卡片记忆重要公式，将复杂公式分解记忆。关注物理单位的换算关系。包括热传递的三种方式。将复杂问题分解为简单步骤，注意区分相似概念的区别。物理公式的灵活运用需要科学态度是物理学习的基础。注意区分相似概念的区别。包括磁场的性质与描述。 核桃夹子 开瓶起子 羊角锤 当L₁< L₂时呢？ 思考： 知识点4：生活中的杠杆 费力杠杆：费力，但省距离 L₁<L₂，由F1l1＝F2l2得，则F₁>F₂，即更费力； 但手移动距离小。 例举你在生活中观察到的费力杠杆？ 活动： 知识点4：生活中的杠杆 钓鱼 筷子 船桨 当L₁= L₂时呢？ 思考： 知识点4：生活中的杠杆 等臂杠杆：不省力，也不费距离 L₁=L₂，由F1l1＝F2l2得，则F₁=F₂，不省力也不费力；手移动距也相同。 例举你在生活中观察到的等臂杠杆？ 活动： 知识点4：生活中的杠杆 天平 跷跷板 为什么省力就会费距离？你能用我们学过的功的原理简单解释吗？ 思考： 知识点4：生活中的杠杆 利用类比法理解抽象概念，如简单机械的省力原理。物理学习是终身受益的过程。物理概念的认知重构建立正确的物理观念很重要。特别是惯性现象的解释。物理问题的快速识别，制作知识卡片记忆重要公式，将复杂公式分解记忆。关注物理单位的换算关系。包括热传递的三种方式。将复杂问题分解为简单步骤，注意区分相似概念的区别。物理公式的灵活运用需要科学态度是物理学习的基础。注意区分相似概念的区别。包括磁场的性质与描述。 根据W=Fs，省力即F小，要完成同样的功，s就必须大，即费距离。 同理若想省距离，即s小，要完成同样的功，F就必须大，即费力。 对比归纳生活中的杠杆。 归纳： 知识点4：生活中的杠杆 利用类比法理解抽象概念，如简单机械的省力原理。物理学习是终身受益的过程。物理概念的认知重构建立正确的物理观念很重要。特别是惯性现象的解释。物理问题的快速识别，制作知识卡片记忆重要公式，将复杂公式分解记忆。关注物理单位的换算关系。包括热传递的三种方式。将复杂问题分解为简单步骤，注意区分相似概念的区别。物理公式的灵活运用需要科学态度是物理学习的基础。注意区分相似概念的区别。包括磁场的性质与描述。 如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（   ） A．面包夹 B．园艺剪 C．托盘天平 D．压蒜器 例2： 知识点4：生活中的杠杆 A 【详解】A．面包夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意；B．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；C．托盘天平的动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故C不符合题意；D．压蒜器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。故选A。 知识点5：我国古代的杠杆 一种古代的取水工具。 桔槔（jié gāo）： 知识点5：我国古代的杠杆 视频为AI制作，仅供参考 杆秤及其的由来 知识点5：我国古代的杠杆 据传，范蠡（lǐ）经商的年代没有统一的衡器，一天在路上看见一个农夫用桔槔从井里汲水，受到启发，做出了最早的杆秤雏形。 一种是古代的舂（chōng）米工具。 踏碓： 知识点5：我国古代的杠杆 视频为AI制作，仅供参考 一种是古代利用水力自动舂米的工具。 水碓： 知识点5：我国古代的杠杆 视频为AI制作，仅供参考 如图-1所示的是《天工开物》中的舂米工具图，图-2是其结构模型，OB长度为30cm，OA长度为150cm，臼锤所受重力为30N。下列说法正确的是（　　） A．图-2中的力F1是使装置运作起来所需的最小力 B．在使用时该装置是一个省力杠杆，F1始终为6N C．臼锤在下落的过程中，是重力在做功 D．将木质臼锤更换为石质臼锤可以减小工作时脚对踏板的压力 例3： 知识点5：我国古代的杠杆 C 【详解】A．根据杠杆的平衡条件可知，在阻力阻力臂不变的情况下，想要动力最小，动力臂应最大，若图中的力是使装置运作起来所需的最小力，方向应垂直于杠杆，故A错误；B．从图中可知动力臂小于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知动力大于阻力，为费力杠杆，故B错误；C．臼锤在下落的过程中，在重力的方向上移动了距离，是重力在做功，故C正确；D．将木质臼锤更换为石质臼锤，重力变大，可以增大工作时脚对踏板的压力，故D错误。 课堂总结 三、杠杆平衡条件的应用 四、杠杆的分类 杠杆 原理：动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂（F₁L₁ = F₂L₂） 关键：抽象模型、找出五要素、统一单位。 五、我国古代的杠杆 省力杠杆：省力，但费距离 费力杠杆：费力，但省距离 等臂杠杆：不省力，也不费距离 桔槔、踏碓、水碓…… 课内知识通关练 课内知识通关练 1、把在力的作用下绕 转动的硬棒叫做杠杆。杠杆上的动力和阻力对杠杆的作用效果 （选填“相同”或“相反”）。阻力臂 动力臂的杠杆是省力杠杆，定滑轮的实质是 杠杆。 【答案】 固定点 相反 小于 等臂 【详解】[1]杠杆的定义是：在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。这里的 “固定点” 就是杠杆的支点，是杠杆绕着转动的点。[2]动力使杠杆转动，阻力阻碍杠杆转动，所以动力和阻力对杠杆的作用效果相反。[3]根据杠杆平衡条件F₁L₁ = F₂L₂，可知当阻力臂小于动力臂时，动力小于阻力，是省力杠杆。[4]定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，即动力臂等于阻力臂，根据杠杆平衡条件F₁L₁ = F₂L₂，可知定滑轮的动力等于阻力，即定滑轮的实质是等臂杠杆。 考点：杠杆的定义 杠杆的分类 固定点 相反 小于 等臂 课内知识通关练 2、下列图中的工具在使用时能起到“省距离”作用的是（　　） A．天平 B．镊子 C．铁皮剪 D．独轮车 【详解】A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意； B．镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离，故B符合题意； C．铁皮剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离，故C不符合题意； D．独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但费距离，故D不符合题意。 考点：杠杆的分类 B 课内知识通关练 3、如图所示，杠杆水平平衡。杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动，其上相邻刻线间的距离相等。若在杠杆上A点挂2个重均为0.5N的钩码，在 点挂 个重均为0.5N的钩码，或在 点施加至少为 N的力，杠杆仍能保持水平平衡。 【答案】 B 3 B 1.5 【详解】[1][2]设杠杆上每格的长度为l，在B点所挂钩码的数量为n，根据杠杆平衡的条件可知 代入数据得 解得 [3][4]由图可知，除了在B点挂钩码可使杠杆平衡，还可以在C点施加向上的拉力使杠杆平衡，要使施加的动力最小，需要让动力臂最大，因此可以在C点竖直向上施加力，根据杠杆平衡的条件可得 代入数据得 解得 考点：杠杆平衡条件的应用 B B 3 1.5 课内知识通关练 4、如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，已知，左端物体所受的重力为G。为使杠杆保持水平平衡，拉力F的最大值和最小值之比为 。（杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计） 考点：杠杆平衡条件的应用 【详解】根据杠杆平衡知识可知，当动力臂越大时，动力越小，即拉力越小。由图可知，当点为支点时动力臂最大，则此时 最小拉力为 当动力臂越大时，动力越大，即拉力越大，由图可知，当D点为支点时动力臂最小，则此时 最大拉力为 则拉力F的最大值和最小值之比为 4:1 课内知识通关练 5、如图所示，作用在杠杆一端且始终沿竖直向上的力F，将杠杆缓慢地由位置（1）拉至位置（2），力F在这个过程中（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小 考点：杠杆平衡条件的应用 【详解】由题意可知，阻力是物体的重力，且保持不变。作用在杠杆一端且始终沿竖直向上的力F，将杠杆缓慢地由位置（1）拉至位置（2），在此过程中，动力臂和阻力臂都在增大，由于力F始终竖直向上，与物体重力的方向平行，根据数学相似三角形知识可知，动力臂与阻力臂的比值始终不变，根据杠杆的平衡条件可知，力F的大小将保持不变。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 C 课内知识通关练 6、古代挑夫搬运货物的情景如图所示。若以挑夫1对杆的力为动力，货物对杆的力为阻力，挑夫2为支点，则该杆相当于一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；若要使挑夫1受到的压力变小，则应将货物沿杆向 移动，或挑夫1向 （后面两空均选填“左”或“右”）移动。 考点：我国古代的杠杆 【解析】[1]由题可知，动力作用点在支点左侧，距离支点较远，阻力作用点在支点和动力之间，所以动力臂大于阻力臂，即此时相当于一个省力杠杆。[2][3]根据力的相互性，挑夫1受到的压力大小等于挑夫1对杆的力大小，此时看作动力，货物对杆的力为阻力，挑夫2为支点，根据杠杆平衡条件，要使挑夫1受到的压力变小，即动力变小，在阻力不变时，应该减小阻力臂与动力臂的比值，所以可以将货物沿杆向右移动，若在阻力和阻力臂不变时，应增大动力臂，所以挑夫1可以向左移动。 省力 右 左 课内知识通关练 7、如图是《天工开物》中记载的踏碓舂米的情景。一根木杠被架在柱子上，可以绕着固定点O转动，木杠的前端A点装有圆锥状石块，用脚反复踩踏木杠的后端B点，就可以舂米。若碓头质量为20kg，OA长度为1.5m，OB长度为1m，不计木杠自重和转动过程中点O处的阻力。关于该踏碓说法正确的是（　　） A．被踩起的木杠属于省力杠杆 B．脚踩踏的位置离O点越近越省力 C．若要使木杠水平平衡，B点受力至少为300N D．若垂直于木杠用力踩B点，当碓头缓慢抬起时，B点受力大小不变 考点：我国古代的杠杆 C 课内知识通关练 考点：我国古代的杠杆 【详解】A．用脚踏碓舂米过程中，当杆子水平时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．人脚越靠近O点，动力臂越短，根据杠杆平衡条件，此时阻力和阻力臂不变时，动力越大，越费力，故B错误；C．使木杠水平平衡，根据杠杆的平衡条件F₁L₁ = F₂L₂可得， 解得F=300N，故C正确；D．若垂直于木杠用力踩B点，动力臂始终等于OB长，当碓头缓慢抬起时，阻力臂减小，根据杠杆的平衡条件可得，B点受力减小，故D错误。 故选C。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理八年级下册 •人教版 $null