资源简介

(共30张PPT)
6.5 探究杠杆平衡条件
第六章：力和机械
沪粤版
八年级
下册
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PART 01 教学目标
PART 02 课程资源
PART 03 新课导入
PART 04 课堂教学
PART 05 课堂小结
目录
PART 05 典例精析
01
教学目标
1．知道什么是杠杆，能从常见的工具中辨认出杠杆。
2．能够辨认出支点、动力、阻力，会确定动力臂、阻力臂。
3．通过观察与实验，探究并理解杠杆的平衡条件，并能进行简单计算。
4．会对杠杆分类，并能根据实际需求选择合适的杠杆。
5．会画杠杆的示意图。
03
新课导入
阿基米德是两千多年前古希腊杰出的科学家，他曾经说过：“给我一个支点，我就能撬动地球。”你认为他能做到吗
03
课堂教学
一
探究跷跷板中的道理
在生活、生产中，人们常常用撬棒撬物、用起重机吊物等，这其中有什么奥秘？让我们从跷跷板开始进行探究。
小时候，我们都玩过跷跷板。观察如图所示的情景后，讨论一下，大人和小朋友分别坐在跷跷板的两侧，怎样才能使跷跷板保持水平呢？
我的想法是：大人靠近中间转轴；小孩远离中间转轴。
跷跷板
羊角锤
撬棒
物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
有关杠杆的名词
支点：杠杆绕其转动的点O
O
支点的选取是可以任意的，但我们一般根据实际情况来选取。
动力：使杠杆转动的力 F1
阻力：阻碍杠杆转动的力 F2
动力和阻力都是杠杆受到的力，它们的作用点都在杠杆上。
F1
O
F2
力
动力和阻力有时不太明确，我们可以用使杠杆转动的方向来区分。在实际应用时，通常我们认为人用的力是动力
力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。
动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离l1
力的作用线：过力的作用点沿力的方向所画的直线
阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离l2
F1
O
F2
F1
O
F2
力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。
l2
l1
确定动力和阻力的作用线
过支点到力的作用线作垂线段
标垂足，标力臂
找支点和力
F1
O
F2
L2
L1
作出各力的力臂
F1
O
F2
l2
l1
F1
O
F2
L2
L1
作出各力的力臂
二
探究杠杆的平衡条件
体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来？
提出问题
杠杆平衡
当杠杆在动力和阻力的作用下，处于静止状态，我们说杠杆平衡了。
制定计划与设计实验
实验器材
带有刻度的杠杆、支架台、若干个钩码等等
为了便于探究跷跷板怎样才能成水平状态，可以对它进行简化。用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人。
进行实验与收集证据
首先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆处于水平平衡状态。接着在杠杆两边分别挂上数量不同的钩码，使杠杆再次处于水平平衡状态。
杠杆平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂
公 式
F1l1=F2l2
为什么要调节杠杆在水平位置平衡？
为什么要进行多次实验探究？
消除杠杆自重的影响
便于直接测量相应的力臂
便于从实验数据中归纳总结出可靠的一般规律
思考与讨论
分析与论证
杠杆的平衡条件
F1×l1=F2×l2
杠杆平衡时，杠杆的动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，即杠杆的动力臂是阻力臂的几倍，杠杆的动力F1是阻力F2的几分之一
动力×动力臂=阻力×阻力臂
拓展延伸
1．如图所示，弹簧测力计由a位置到达b位置时，为了保证杠杆平衡，弹簧测力计的示数会变大。（原因是：力臂减小，力变大）
2．如图所示，杠杆此时处于静止状态，杠杆是否处于平衡状态？（处于平衡状态，物体静止或者匀速直线运动时都处于平衡状态）
3．如图所示，杠杆此时处于平衡状态。请总结出杠杆平衡的条件：
F1l1=F2l2+F3l3
三
杠杆的作用
杠杆平衡的条件：
F1×l1＝F2×l2
讨论：
（1）若：l1 > l2 ，则：F1 F2
（2）若：l1 （3）若：l1 = l2 ，则：F1 F2
＜
＞
=
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
动力臂大于阻力臂
动力小于阻力
费距离
省力杠杆
省力
动力臂小于阻力臂
动力大于阻力
省距离
费力杠杆
费力
动力臂等于阻力臂
动力等于阻力
不省力也不省距离
等臂杠杆
人的前臂工作示意图
04
课堂小结
1、合理构建模型，明确平衡要素
3、注意单位统一，规范解题过程
2、对应杠杆原理，落实公式变形
平衡要素的计算
杠杆典型类型分析
扁担长2m，两端物体的质量分别为50kg和30kg。若不考虑扁担的重力。人的肩头应在什么位置，扁担才平衡
【解】
F1l1＝F2l2
m1gAO＝m2g(AB－AO)
50kgAO＝30kg(2m－AO)
解之得：AO＝0.75m
肩头离A端0.75m处，扁担可保持平衡。
【答】
平衡要素的计算
05
典例精析
考点一
杠杆平衡条件
【典型例题1】
工人用独轮车搬运砖头，车箱和砖头的总重力是2000N，独轮车的有关尺寸如图所示。保持如图的静止状态，下列说法正确的是（　　）
A．阻力臂是1m
B．独轮车是费力杠杆
C．动力臂是0.7m
D．人手竖直向上的力F的大小是600N
【答案】D
【迁移训练1】
如图甲所示，若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀，每个钩码均重1牛。
（1）在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码______个；
（2）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，弹簧测力计的示数为________牛；
（3）当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（选填“变大”、“不变”或“变小”），其原因是：_________。
【答案】 3 6 变大 “动力×动力臂”不变，阻力臂变短了，阻力变大
考点二
杠杆的分类及计算
【典型例题2】
哑铃是我们大家都熟悉的运动器材，因其操作简单、经济实惠、实用而受大健身爱好者的喜爱。如图是我们在使用哑铃时，上臂完成托举的示意图，据图回答：
若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，则此杠杆是______（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。在上举的过程中，阻力臂逐渐______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】费力 减小
【迁移训练2】
【答案】（1）80牛，方向竖直向上；（2）9厘米
如图所示，如图所示的轻质杠杆OB，O为支点，OB长40厘米，AB长10厘米，B端所挂物体重为60牛，求：（1）在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小和方向。（2）若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物，求重物的悬挂点离O点的距离。
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