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(共30张PPT)
第十二章 简单机械
八下物理 RJ
第1节 杠杆
第1课时
1.能识别出杠杆，知道杠杆的五要素
2.通过实验，探究杠杆的平衡条件，并能利用杠杆的平衡条件进行相关计算
学习目标
课堂导入
视频
课堂导入
观察图中的跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械，你认为这些机械有什么共同的特点呢
甲 跷跷板
乙 用羊角锤拔钉子
丙 开瓶器
特点：一根硬棒；在力的作用下能绕一个固定点转动。
新知探究
知识点1 杠杆
1.定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆（lever）。
杠杆
“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况
理想模型
是最简单的机械之一
新知探究
知识点1 杠杆
钢丝钳
杆秤
镊子
道钉撬
火钳
独轮车
新知探究
知识点1 杠杆
2.五要素：
O
F1
l1
F2
l2
支点O：杠杆绕着转动的固定点
动力F1：使杠杆转动的力
阻力F2：阻碍杠杆转动的力
动力作用线
阻力作用线
动力臂l1：支点到动力作用线的垂直距离
阻力臂l2：支点到阻力作用线的垂直距离
动力F1
阻力F2
支点
动力F1
阻力F2
支点
O
A
B
A
B
O
新知探究
知识点1 杠杆
1.作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的，动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力的方向不一定相反。
知识梳理
知识梳理
2.力臂不一定在杠杆上，当力的作用线不垂直于杠杆时，力臂与杠杆不重合。
4.当力的作用线恰好通过支点时力臂为零，这个力不能使杠杆转动。
3.支点一定在杠杆上，动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。
A.
B.
C.
D.
典型例题
解析：如图
例1、如图所示，用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆，如果不计自重，在图中，能正确表示瓶起子工作示意图的是（　　）
B
F1
F2
O
新知探究
知识点1 杠杆
力臂的画法
1.确定支点O。
2.确定动力和阻力及其作用线。
3.画出动力臂和阻力臂，并标注。
F1
F2
l1
l2
例2、如图是一台简易吊车的示意图，请画出力F 1 的力臂l1 、阻力F2及其力臂l2。
典型例题
解析：
确定支点为O，动力为F1，阻力为重物G对吊车的拉力F2，根据力臂的定义即可做出相应的力臂。
F2
l1
l2
练习巩固
练习1.试画出羊角锤拔钉子时的支点、动力、阻力和相应的力臂。
新知探究
1.杠杆的平衡
知识点2 杠杆的平衡条件
当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
杠杆在满足什么条件时才会平衡？
缓慢匀速转动
新知探究
知识点2 杠杆的平衡条件
实验
探究杠杆的平衡条件
探究杠杆的平衡条件，就是要找到影响杠杆平衡的各种因素并确定它们之间的关系。
实验思路
容易想到：杠杆支点两侧所受的动力、阻力，以及动力臂、阻力臂都会影响杠杆的平衡，所以应该找出这四个量之间的关系。
问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？
猜想：
1.动力×动力臂=阻力×阻力臂；
2.动力/动力臂=阻力/阻力臂……
新知探究
知识点2 杠杆的平衡条件
设计：
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。
实验装置
杠杆
钩码
支架
新知探究
知识点2 杠杆的平衡条件
调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态。
实验过程
“左低右调、右低左调”
新知探究
知识点2 杠杆的平衡条件
1.如图所示，给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。
2.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和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的数值填入下表。
3.保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数值填入下表。
4.保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小，再做几次实验，把数值填入下表。
新知探究
知识点2 杠杆的平衡条件
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
…
新知探究
视
频
知识点2 杠杆的平衡条件
新知探究
知识点2 杠杆的平衡条件
实验结论
要使杠杆平衡，需要满足以下条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.0 0.05 0.5 0.10
2
3
4
…
1.5 0.05 0.5 0.15
1.5 0.10 1.0 0.15
1.0 0.15 1.0 0.15
×
×
＝
想想议议
新知探究
知识点2 杠杆的平衡条件
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。仔细观察下图所示的杠杆，它与上面实验中研究的杠杆有什么不同
动力和阻力位于支点同侧，仍有F1l1＝F2l2
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
杠杆
定义
课堂小结
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒
平衡条件
支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂
F1l1＝F2l2
五个要素
1.如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力，图中线段AB与力 F的作用线在一条直线上，且 OA⊥AB、AC ⊥OB。线段____表示力F的力臂。（选填“OA”、 “AC”或“AB”）
OA
随堂练习
解析：
力臂是支点O到力F作用线的距离。
随堂练习
2.如图所示，在探究杠杆的平衡条件时，如果挂钩码前杠杆没有水平静止，你应该怎样调节杠杆两端的平衡螺母
“左低右调、右低左调”
解析：
向右调节
随堂练习
解析：动力和阻力在竖直方向，杠杆水平时，力的作用线与杠杆垂直，此时支点到悬挂点间的距离就是力臂，方便测量。
3.在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）为方便测量力臂，实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在________位置平衡。
水平
（3）如图2是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段______
（选填“OA”“OB”或
“AB”），此时杠杆
________（选填“仍能”
或“不能”）保持平衡。
（2）如图1，此时杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧各加挂一个相同的钩码，杠杆将____________（选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”）。
顺时针转动
OA
仍能
随堂练习
拉力的力臂没有改变

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