资源简介 (共30张PPT)第九章 机械和功第一节 杠杆北师·八年级物理下册第1课时杠杆及其平衡条件预习检测1. 利用直杆或曲杆，_________________________________的简单机械叫作杠杆。2. 杠杆绕着转动的固定点叫做______，使杠杆转动的力叫作______，阻碍杠杆转动的力叫作______，支点到动力作用线的距离叫作________，支点到阻力作用线的距离叫作________。在力的作用下绕杆上一支点动力阻力动力臂阻力臂固定点转动预习检测3. 杠杆在动力和阻力的作用下______或__________，称为杠杆平衡。4. 杠杆平衡条件：动力×________=阻力×_________，即F1×____=F2×____。动力臂阻力臂L1L2静止匀速转动情境导入这些剪刀在结构上有什么不同？探究新知你认识这些工具吗？知识点1 杠杆的特点它们在使用时有什么共同特点？都是“硬棒”，且都能在力的作用下绕一个固定点转动固定点定义：我们把这种利用直杆或曲杆，在力的作用下绕杆上一固定点转动的简单机械叫作杠杆。1. 杠杆注意：杠杆不一定是直棒。曲棒或其他形状的坚实物体，只要能绕一个点转动，便能称为杠杆。2. 杠杆的五要素支点O动力 F1阻力 F2动力臂L1阻力臂 L2支点：杠杆绕着转动的固定点（ O ）动力：使杠杆转动的力（F1）阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）动力臂: 支点到动力作用线的距离（L1）阻力臂：支点到阻力作用线的距离（L2）动力F1和阻力F2：动力和阻力是相对而言的。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫动力，而把阻碍杠杆转动的力叫阻力。支点O：杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆中间的某点。力臂L：力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，若力的作用线过支点，则力臂为零。3. 对杠杆五要素的理解练习关于杠杆，下列说法正确的是（ ）杠杆必须是一根直棒杠杆一定有支点当力的作用线通过支点时，力臂最大动力臂就是支点到动力作用点的距离B确定支点；画出力的作用线，即过力的作用点沿力的方向（或反方向）画一条直线（用虚线）；过支点作力的作用线的垂线段，标上垂足，支点到垂足的距离就是力臂。4. 力臂的画法F1F2L1L2·O左图中每支船桨都是一个杠杆，右图中的核桃钳由两个杠杆组成。请你找出他们的支点，并画出动力和动力臂、阻力和阻力臂。练习船桨核桃钳知识点2 杠杆的平衡条件在使用杠杆中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动，称为杠杆平衡。思考杠杆在满足什么条件时才会平衡？1. 杠杆平衡学生实验【提出问题】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？【猜想假设】假设一：假设二：F1 · L1=F2 · L2······2. 探究杠杆的平衡条件杠杆、铁架台、钩码等。【实验器材】【实验设计】利用下图的实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。【思考】为什么支点要在杠杆的中点？实验前为什么要调节杠杆两端平衡螺母？挂钩码后，还可以调节平衡螺母吗？挂钩码后，为什么要调节杠杆在水平位置平衡？【实验步骤】1. 按图装配实验装置。在挂上钩码前调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。2. 如图甲所示，在杠杆两侧分别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。将动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小记录在表格中。实验序号 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m123【实验步骤】3.如图乙所示，用弹簧测力计代替一组钩码，此时动力和阻力作用在支点同侧，方向相反，使杠杆在水平位置平衡，并将动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小记录在表格中。4. 重复上面的实验，并将实验数据记录在表格中。实验序号 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m123【收集证据】实验序号 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m1 1.0 0.05 0.5 0.102 1.5 0.05 0.5 0.153 1.5 0.10 1.0 0.154 1.0 0.15 1.0 0.155 1.5 0.05 0.5 0.15【分析与论证】根据表中记录的实验数据得出的结论是：杠杆每次平衡时，动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积。【结论】杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂即 F1 L1 = F2 L2 或练习如图是小兰探究“杠杆平衡条件”的实验装置和操作图。关于此实验，下列说法正确的是（ ）为使图甲中杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调实验过程中不能再调节平衡螺母图乙中要使杠杆保持水平平衡，需要在 D点挂5个相同的钩码为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点 施加拉力的方向由①位置到②位置的过 程中，所需施加的拉力大小不变B3. 杠杆平衡条件的应用F1 L1 = F2 L2①进行简单的计算：已知其中3个量，就可求出第4个量②杠杆平衡及转动的判断：当F1 L1 = F2 L2时，杠杆平衡，静止或匀速转动当F1 L1 > F2 L2时，杠杆沿F1的方向加速转动当F1 L1 < F2 L2时，杠杆沿F2的方向加速转动练习停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如上图所示，我们可以把该装置简化成如下图所示的杠杆。若横杆 AB 粗细相同、质量分布均匀，重力 G = 120 N，AB = 2.8 m，AO = 0.3 m，要使横杆 AB 保持水平平衡，需在 A 端施加竖直向下的力F=______N。440注意利用杠杆的平衡条件公式时，动力和阻力的单位要统一为力的单位“N”，动力臂和阻力臂的单位要统一，但不一定是“m”，其他长度单位统一也可以。1. 如图是液压汽车起重机的示意图，其中吊臂可绕O点转动。请你分别画出作用在吊臂上的动力F1的力臂和阻力F2的力臂。如图所示课堂练习2. 图中是自行车手闸的示意图。手闸实质是一个可以绕 O 点转动的杠杆。当手闸在图示位置平衡时，手对手闸 A 点的作用力 F=15 N。此时刹车拉线受到的力的大小是多少？解：由图可知，手对手闸的作用力F为动力，大小为15 N，动力F的力臂L=12cm；刹车拉线对手闸的拉力F拉为阻力，阻力F拉的力臂L拉=3cm。由杠杆平衡条件可知，FL =F拉L拉，则根据力的相互作用，刹车拉线受到的力的大小为 60 N.3. 找出下列各图中动力和阻力，并画出杠杆力臂。OF1F2L1L2课堂小结杠杆定义支点O绕固定点转动的硬棒五要素动力F1阻力F2动力臂L1力臂的画法平衡条件F1 L1= F2 L2阻力臂L2(共29张PPT)第九章 机械和功第一节 杠杆北师·八年级物理下册第2课时 杠杆的分类及应用预习检测1. 省力杠杆的动力臂______阻力臂，____省力，但____距离。2. 费力杠杆的动力臂______阻力臂，______省力，但____距离。3. 等臂杠杆的动力臂______阻力臂，不省力也不不省距离，但可以改变___________。大于能费小于不能省等于力的方向交流导入这些杠杆在正常使用时，哪个省力？哪个费力？费力省力省力分析这些杠杆的五要素，你发现了什么？交流导入F1F2L1L2F1F2L1L2F1F2L1L2你能否根据杠杆的平衡条件，比较简便地判断出一个杠杆是省力还是费力？探究新知知识点1 杠杆的分类判断杠杆的的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。若 L1 > L2，则 F1 < F2若 L1 = L2，则 F1 = F2若 L1 < L2，则 F1 > F2——省力杠杆——等臂杠杆——费力杠杆省力杠杆力臂的大小关系：L1 > L2力的大小关系：F1 < F2力的作用点移动距离的关系：动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离特点：省力费距离应用：撬棒、开瓶器、钢丝钳、羊角锤等费力杠杆力臂的大小关系：L1 < L2力的大小关系：F1 > F2力的作用点移动距离的关系：动力作用点移动的距离小于阻力作用点移动的距离特点：费力省距离应用：镊子、筷子、钓鱼竿、划船等等臂杠杆力臂的大小关系：L1 = L2力的大小关系：F1 = F2力的作用点移动距离的关系：动力作用点移动的距离等于阻力作用点移动的距离特点：既不省力也不省距离应用：天平、定滑轮等（1）根据力臂的大小关系判断；（2）从使用目的和效果进行判断：阻力很大时，通常使用省力杠杆；有时阻力不大，使用杠杆是为了省距离，就要使用费力杠杆。既省力又省距离的杠杆是不存在的。归纳小结省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆力臂大小关系力的大小关系特点 省力但费距离 费力但省距离 既不省力也不省距离L1 > L2F1 < F2L1 < L2F1 > F2L1 = L2F1 = F2自制戥子戥子是我国中药店常用的一种称量药材质量的工具，在古代也常用来称量金、银等贵重物品。它由秤杆、秤盘和秤砣等组成。试着用一根筷子或细竹棍作秤杆，一个螺母或其他重物作秤砣，一个硬纸盘或纸杯作秤盘，一段细线作提纽，制作一把戥子。利用砝码或已知质量的物品标出秤杆上的刻度，并观察刻度是否均匀。点击图片播放视频我国古代的杠杆杠杆在我国古代就有许多巧妙的应用。点击画面播放用碓舂米桔槔汲水请你查阅资料或进行实地调查，了解我国古代利用杠杆的更多实例。分析一下这些杠杆的使用给人们带来了哪些便利，并与同学交流。练习某学校劳动教育课堂上，四位同学用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示，其中属于使用费力杠杆的是（ ）AA. 锄地时举起锄头B. 羊角锤拔钉子C. 园艺剪修剪树枝D. 钢丝钳剪铁丝知识点2 轮轴轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。习惯上把大轮叫轮，小轮叫轴。汽车方向盘和阀门旋钮都是轮轴类机械。轮轴可看作杠杆的变形，本质上是一个可以连续转动的杠杆。辘轳是典型的轮轴，其结构如图所示。rORABF2F1辘轳由杠杆的平衡条件可知 F1R = F2r，若动力作用在轮上，阻力作用在轴上，由于R > r，则 F1 < F2，此时轮轴省力但费距离。若动力作用在轴上，阻力作用在轮上，由于R > r，则 F1 > F2，此时轮轴费力但省距离。在实际应用中，为了使用方便或节约材料，常用杆状物体来代替大轮。练习如图所示，自行车的脚踏和牙盘构成一个轮轴，而轮轴实质上是利用杠杆原理工作的。经测量，脚踏到轴心的距离 R = 25 cm，带动链条的牙盘半径 r = 15 cm。若脚踩脚踏所用的力 F = 15 N，则链条所产生的拉力为_____N。FR = F拉r25例1 如图，轻质杠杆处于平衡状态，将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（ ）A. 杠杆仍能平衡B. 杠杆不能平衡，右端下沉C. 杠杆不能平衡，左端下沉D. 无法判断知识点3 杠杆的综合应用判断杠杆的状态C1. 原来杠杆在水平位置处于平衡状态，有 GAL左 = GBL右，因为 L左 > L右，所以 GA_______GB。2.当向支点移动相同的距离 Δl 时，两边的力臂都减小 Δl，左边力与力臂的乘积变为FA(l左–Δl) = FAl左 – FAΔl，右边力与力臂的乘积变为FB(l右 – Δl) = FBl右 – FBΔl。因为FAl左 = FBl右，FAΔl______FBΔl，所以FA(l左–Δl)______FB(l右–Δl)，则杠杆的______端下沉。<<>左思路解析 杠杆平衡的判断方法杠杆F1端下沉F2端下沉平衡不平衡静止或匀速转动F1L1 = F2L2F1L1 ≠ F2L2F1L1 > F2L2F1L1 < F2L2例2 如图所示，一根质地均匀的木杆可绕 O 点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力 F，使木杆从 OA 位置匀速转到 OB 位置的过程中，力 F 的大小将（ ）先变大，后变小先变小，后变大一直是变大的D.一直是变小的判断动力大小的变化A变大第一阶段：OA→OCF1L1 = F2L2即F·OA = G·L2不变不变变大变小第二阶段：OC→OBF1L1 = F2L2即F·OB = G·L2不变不变变小思路解析解答此类题的关键是明确动力臂和阻力臂的变化。可以选取杠杆转动过程中的几个特殊位置，分别作出转动前、后的动力臂和阻力臂，然后根据杠杆的平衡条件进行比较和判断。以杆的自重为阻力的杠杆模型较为常见，在杆转动过程中，重力不变，但其力臂通常是变化的。解题通法1. 根据三类杠杆的结构特点将下表填写完整。课堂练习结构特点 是否省力 是否省距离 应用举例L动 > L阻L动 = L阻L动 < L阻省力不省力也不费力费力费距离不省也不费距离省距离撬棒、羊角锤天平镊子、钓鱼竿不同类型杠杆的比较2. 如图所示为一种健身器械，其中横梁可视为一个能绕O点转动的杠杆，在横梁上的A点连接一个重为800N的配重。已知A点到O点的水平距离为30 cm，人在横梁上的B点施加竖直向下的拉力，B点到O点的水平距离为60 cm，当配重刚好被拉离地面时，人的拉力至少为多大？若人的质量为50 kg，人要站在地面上用竖直向下的力将配重拉离地面，则人的拉力的作用点到O点的水平距离应满足什么条件？（g取10N/kg）解：配重刚好被拉离地面时，横梁对配重的拉力与配重的重力相等，根据力的相互作用可知，此时配重对横梁上 A点的拉力FA = G配重 = 800 N，根据杠杆的平衡条件可知，FALAO = FBLBO ，则即人的拉力至少为 400 N。人的重力 G = mg = 50 kg×10 N/kg = 500 N，人对横梁的最大拉力F大 = G = 500 N；根据杠杆的平衡条件可知，由于阻力和阻力臂不变，当人的拉力变大时，力臂应减小，则人的拉力的最小力臂即人的拉力的作用点到O点的水平距离应大于等于 48 cm。课堂小结F1 L1=F2 L21. 杠杆的分类2. 杠杆的应用 展开更多...... 收起↑ 资源列表 力臂的画法.mp4 杠杆平衡的条件.mp4 第1课时 杠杆及其平衡条件.pptx 戥子.mp4 杠杆的分类.mp4 桔槔.mp4 第2课时 杠杆的分类及应用.pptx 自制戥子.mp4
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