第九章 简单机械和人 第一节科学探究：杠杆平衡条件(课件)

李景跃老师 河南省新野县王庄镇中 沪科版八年级物理第九章机械和人 作者简介 李景跃 男、1971年12月19日出生 95年毕业于河南大学物理系 ★现从事物理学科一线教学工作 ★撰写国家级论文一篇，省级《河南教育》优秀论文三篇，发表省级论文五篇市级二篇 ★2007年国家级优秀课件二等奖，2008年市电脑制作二等奖 【学习目标】 1．知道什么是杠杆，能从常见的工具中辨认出杠杆。 2．理解力臂的概念，会画杠杆的力臂。 （图1） （图2） （图3） （图4） 这些能给我们提供某些 方便的工具都称为机械 它们都是杠杆，有什么共同特点？ 一、什么是杠杆？ 1、定义：一根硬棒，在力的作用下能绕固定点转动，这根硬棒就是杠杆。 注意：硬棒可以是各种形状的。 一、什么是杠杆 撬棒在撬石头时是怎样运动的呢？ 什么是动力？什么是阻力？ 二、杠杆的五要素： 1 .支点（O）：杠杆绕着转动的点; 2 .动力（F1） ：使杠杆转动的力; 3 .阻力（F2） ：阻碍杠杆转动的力; 4 .动力臂（l1） ：从支点到动力作用线的距离; 5 .阻力臂（l2） ：从支点到阻力作用线的距离。 注释： a 力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所 画的一条直线。 b 距离：点到直线的垂线段的长度。 （力的作用线） （力的作用线) o 支点 杠杆“五要素”的图形表示： 动力F1 阻力F2 阻力臂l2 动力臂l1 （1）辨认杠杆； （2）先找支点O； （3）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线． （4）作从支点到力的作用线的垂线段。 画力臂的方法是： 撬石头时撬杠受力示意图： 支点O l2 F2 F1 l1 橇图钉杠杆受力示意图： l2 F1 F2 l1 O 3．理解杠杆的平衡条件，能通过实验探究总结出杠杆的平衡条件，会用杠杆的平衡条件解题。 4．了解杠杆的应用，能对杠杆进行分类，并了解分类原则。 【学习目标】 二、杠杆平衡 杠杆平衡是指杠杆静止不动或作缓慢匀速转动时的状态。 F1 F2 研究杠杆的平衡条件： l1 l2 1、在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。 2、挂钩码后，不能再动平衡螺母。 3、读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。 实验 注意事项： 杠杆平衡与哪些因素有关？ 【提出问题】…… 【猜想假设】…… 【所需器材】 杠杆和支架，钩码，尺，线 【实验步骤】1……；2……；3……；4……。 【收集实验数据】 见实验数据表格 【总结结论】…… 【交流合作】…… 【实验评估】…… 实验步骤： 1.调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。 2.在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。把支点右方手的拉力当作动力F1,支点左方的钩码重当作阻力F2；用尺量出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2，把F1、l1、F2、l2的数值填入下页表中。） 3.改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入表中。 4.求出各次实验中动力×动力臂和阻力×阻力臂的值。你能归纳出杠杆的平衡条件吗？ 设计记录数据的表格: 实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 动力动力臂 阻力F2/N 阻力臂 l2/cm 阻力阻力臂 1 2 3 杠杆的平衡条件： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 即：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积 F1l1=F2l2 实验结论： 步骤1.为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡？ 答:在做“研究杠杆的平衡条件”的实验时，杠杆有 一定的重力，为保证实验中杠杆的平衡条件： 动力×动力臂等于阻力×阻力臂成立，必须使 　杠杆的重力（包括两端的平衡螺母的总重力） 　乘以其力臂为零。调节杠杆两端的平衡螺母， 　使杠杆在水平位置平衡，就是要保证杠杆的总 　重力乘以其力臂为零，同时为了实验时方便在杠杆上直接读出力臂。 问题探究（一）： 步骤2.为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡？ 答:杠杆只有在水平位置平衡，量得支点到钩码的距离就是力 臂，此时杠杆如果不水平，则支点到钩码的距离就不是力 臂。使杠杆在水平位置重新平衡，目的是从杠杆上的刻度 值直接读出力臂的长度. 问题探究（二）： 例题1：如图，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知0A=0.8cm，OB=0.5cm,在A点处悬挂一重物G，质量为20牛