12.1 杠杆 课件 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期

该初中物理课件聚焦杠杆的识别、五要素及平衡条件，从生活机械（起重机、自行车、空间站机械臂）导入，通过定义（硬棒绕固定点转动）、五要素构建基础，再经实验探究得出平衡条件（F₁l₁=F₂l₂），形成递进式知识支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过调节杠杆水平平衡、多次实验避免偶然性，培养科学思维；结合测大象质量例题强化应用，渗透科学推理；引入古代桔槔体现科学态度。学生能提升探究与应用能力，教师可获得结构化教学素材与实例支持。

第十二章 简单机械 第1节 杠杆 初中物理人教版（2024）八年级下册 1.能识别出杠杆，准确找出杠杆的五要素。 2.知道杠杆的平衡条件，并能进行相关计算。 学习目标 2 我们的周围有各种各样的机械:提升重物的起重机，代步的自行车，计时的钟表……现在，机械更进入了太空。在中国空间站上工作的机械臂可以组合使用，完成各种复杂的任务。 本章我们就从最简单的机械入手，了解它们如何使日常生活和工作更便利、更有效。 新课导入 3 二、研究杠杆的平衡条件： 2．探究杠杆的平衡条件 1．杠杆平衡：杠杆在动力和阻力的作用下处于静止。 保证力臂沿杠杆，便于测量。　 问题：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？ 探究学习 （1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。 （2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。 （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，再做几次实验。 实验步骤: 　杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。 次数 动力F1/N 阻力F2/N 动力臂l1/m 阻力臂l2/m 1 2 3 杠杆的平衡条件： 阅读教材第104页，完成下面的填空。 1.一根______，在____的作用下能绕着________转动，这根硬棒就是一个杠杆。 2.在使用中有力作用在杠杆上，因此，杠杆是受力物体，将力作用于杠杆的物体是施力物体。 3.杠杆是最简单的机械之一。 硬棒 力 固定点 硬棒可以是直的，也可以是弯的 撬棍 古希腊学者阿基米德在得出杠杆原理后，宣称： 给我一个支点，我就可以撬动整个地球。 杠杆的两个关键特 征 “硬棒” “能绕着固定点转动” “硬”是指不考虑发生形变，是一种理想情况 杠杆是一种理想模型 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 Ｏ ∟ ∟ 9 如图所示，一个绕O点转动的杠杆，已知阻力F2的方向，以及动力 F1的力臂l1 ，在图中作出阻力F2的力臂l2以及动力F1的示意图。 F2 ● O F1 l2 l1 ● ● ∟ ∟ 10 知识点 2　杠杆的动态平衡(力或力臂的变化) 例题 用一杠杆提拉重物，小明尝试了多种不同方式来研究最省力的方式如图所示，操作中支点为O。图中、、、表示力的四种不同方向，其中能使杠杆保持平衡的最小拉力为(    ) B A. B. C. D. 新知探究 我国古代的杠杆 科学世界 桔槔是古代的取水工具。人们在井边竖一根立木，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水桶的一端往下拉，另一端大石块上升。当水桶装满水后，大石块下降，通过杠杆的作用，将水桶提升。 1.桔槔 明代的《天工开物》中就记载了许多利用杠杆的器具。 2.实验：探究杠杆的平衡条件 (1)实验思路 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。 1.当杠杆在动力和阻力的作用下　　时，我们就说杠杆平衡了。 静止 (2)实验过程 ①调节平衡螺母，使杠杆在　　位置平衡。 ②杠杆两侧挂上　　数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在____ 位置平衡。 ③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、阻力臂l2，把F1、F2、l1、l2的数据填入表格中。 ④保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变　　　，相应调节　　　　的大小，再做几次实验，把数据填入表格中。 水平 不同 水平 动力F1 动力臂l1 探究：杠杆的平衡条件 　杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。 次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1 15 3 5 2 2 10 2 10 3 3 10 2 15 4 2 20 4 10 …… × × = 例题 据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了根长度为12m的槽钢作为杠杆。吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数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。 16 次数 动力 F1 /N 阻力 F2 /N 动力臂 l1 /m 阻力臂 l2 /m 1 2 3 4 5 6 （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，再多做几次实验。 目的：避免结论的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍性规律 杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。 次数 动力 F1 /N 动力臂 l1 /cm 阻力 F2 /N 阻力臂 l2 /cm 1 1 15 3 5 2 2 10 2 10 3 3 10 2 15 4 2 20 4 10 …… （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记录表格中。 4.使用弹簧测力计进行实验 l1 F2 F1 在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡。 F2 F1 注意：弹簧测力计一定沿竖直方向施加力。否则不能直接在杠杆上测量力臂的值。 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? F2 想一想 如图所示的杠杆，动力和阻力在支点的同一侧。 无论动力和阻力在支点的两侧还是同侧，当两个力和对应的力臂的乘积相等时，杠杆就平衡了。 解：（1）物体 A 的重力 GA = mAg = 0.3 kg×10 N/kg = 3 N （2）由杠杆平衡条件 F1l1 = F2l2 可得， 细线对杠杆上 D 点的拉力 则细线对物体 B 的拉力 F拉 = FD = 2N 解：物体 B 的重力GB = mB g = 0.5 kg×10 N/kg =5 N，对物体 B 进行受力分析得，物体 B 受到的浮力 F浮 = GB-F拉 = 5 N－2 N = 3 N，由阿基 米德原理可知，物体 B 排开水的体积 因为物体 B 浸没在水中，所以物体 B 的体积 VB= V排 = 3×10-4m3。 （3）物体 B 的体积。 典型例题 例题、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（如图）。测量时用一根长度为12 m的槽钢作为杠杆。如图乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数F1为200 N。测得l1为6 m，l2为4 cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10 N/kg。 甲 乙 根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2 有 解： F2= F1 l1 l2 = 200 N×6 m 0.04 m =3×104 N m= = G g = 10 N/kg 3×104 N =3×103 kg = 3 t 典型例题 由题意知，拉力为动力F1=200 N，动力臂l1=6 m，大象的重力G等于阻力F2，阻力臂l2=4 cm=0.04 m。 F2 g 大象的质量 $