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(共32张PPT)
第九章　机械和功
第一节　杠 杆
第2课时 杠杆的平衡条件
学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练
北师大版-物理-八年级下册
学习目标
1.通过实验“探究杠杆的平衡条件”，归纳出杠杆的平衡条件。
2.根据杠杆力臂关系，能对生活中常见杠杆进行分类。
3.知道杠杆平衡条件在生活中的应用。
【重点】通过实验“探究杠杆的平衡条件”，归纳出杠杆的平衡条件。
【难点】根据杠杆力臂关系，能对生活中常见杠杆进行分类。
新课导入
跷跷板大家都玩过，请同学们思考，如果体重不同的两个人坐在跷跷板上，跷跷板能水平平衡吗？
请同学们讨论：体重不同的两人怎样才能使跷跷板稳定下来？
新知探究
知识点 杠杆的平衡条件
一
【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：
F1L1=F2L2
1.杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动，称为杠杆平衡。
F1
=
L1
F2
L2
2.探究杠杆的平衡条件
新知探究
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，杠杆仍需处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。
【实验注意事项】
新知探究
【实验步骤】
1.调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。保证力臂沿杠杆，便于测量；消除杠杆自重对实验结果的影响。
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记录在表格中。
新知探究
【实验步骤】
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。
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记录在表格中。
新知探究
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
【记录和分析数据】
1.0
0.05
0.5
0.10
1.5
1.5
1.0
1.5
0.05
0.5
0.15
0.10
1.0
0.15
0.15
1.0
0.15
0.05
0.5
0.15
【讨论交流】
1. 实验前为什么要调节杠杆使其在水平位置平衡？
2. 实验后为什么要调节杠杆使其在水平位置平衡？
消除杠杆自重对实验结果的影响。
便于测量力臂。
新知探究
杠杆平衡时
结论：
F1L1=F2L2
实验：探究杠杆的平衡条件
新知探究
1、L1＝3L2，F1是F2的 倍。
2、F1:F2＝2:5，L1:L2＝ 。
3、L1:L2＝4:3，F2＝60N，F1＝ N。
4、F1＝15N，F2＝75N，L1＝15cm，L2＝ cm。
练一练
1/3
3
45
5：2
新知探究
新知探究
知识点 生活中的杠杆
二
学生活动：请同学们根据杠杆的平衡条件讨论：当动力臂大于阻力臂，动力臂小于阻力臂，动力臂等于阻力臂三种情况下动力和阻力的关系。
新知探究
由 F1L1=F2L2
∵L1 ＞L2
∴F1＜ F2
动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆。
F1
F2
动力臂L1
阻力臂L2
O
1.省力杠杆
新知探究
2.费力杠杆
由 F1L1=F2L2
∵L1 ＜ L2
∴F1 ＞ F2
动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，是费力杠杆。
F2
F1
动力臂L1
阻力臂L2
O
新知探究
3.等臂杠杆
动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，是等臂杠杆。
托盘天平
物理天平
类型 示意图 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 应用
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
L1＜L2
L1＝L2
F1＞F2
F1＝F2
费力但省距离
既不省力也不省距离，既不费力也不费距离
撬棒、瓶盖起子、钢丝钳、羊角锤等
镊子、钓鱼竿、理发剪刀等
天平
L1＞L2
F1＜F2
省力但费距离
新知探究
4.轮轴
F2
L1 = R
L2 = r
O
F1
轮轴也是一种常见的简单机械，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。
我们习惯把大轮叫轮，把小轮叫轴。
轮抽的实质是一个可以连续转动的杠杆，轴的半径相当于阻力臂，轮的半径相当于动力臂，由于动力臂大于阻力臂，故使用轮轴可以省力。
新知探究
船舵
门的把手
螺丝刀
单车的踏板
5.其他轮轴
新知探究
人们在生产劳动的过程中表现出了非凡的创造性和聪明才智。如图是使用扳手拧螺母，它其实是一个 ，当作用在手柄上的力为F1时，则拧开螺母的力F2 F1（选填“＞”“＝”或“＜”）。
新知探究
练一练
轮轴
＞
知识点 杠杆平衡条件的应用
三
新知探究
我们已经知道了杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，生活中的很多工具都可以看作杠杆，那么只要知道了动力、动力臂、阻力、阻力臂中的任意三个物理量就一定可以求得第四个物理量
请同学生思考下面的这道例题。
新知探究
一位物理老师利用杠杆的平衡条件，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如右图）。测量是利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆。吊钩固定点O为支点。弹簧测力计示数F1为200N。测得动力臂L1为9m，阻力臂L2为6cm。若不计槽钢和铁笼的质量，请你估算大象的质量。
(g取10N/kg)
例题
新知探究
由F1L1＝F2L2 得：
解：
F2
=
F1 L1
L2
=3×104N
m
=
F2
g
=
10N/kg
3×104N
=3×103kg = 3t
在一些建设施工工地上，可以看见各种大
型的起重机。如图所示是一种起重机的简易图，
为了保证起重机在起重时不会翻倒，起重机右
边配有一个重物M。现测得重物M的质量为4t，
AB为10m，BC为4m，CD为1m。（g取10N/kg）
问：该起重机可起吊的最大物重为多少？（起重机本身的重不计）
练一练
新知探究
新知探究
解：由图可知B为支点，右侧的重物重力为：GM＝mg，
力臂：BD＝4m+1m＝5m；
设吊起的物体重力：G。
对应的力臂：BA＝10m。
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：GM×BD＝G×BA，mg×BD＝G×BA；
则该起重机可起吊的最大物重：
G＝
＝2×104N。
mg×BD
BA
4×103kg×10N/kg×5m
10m
＝
课堂小结
杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2
生活中的杠杆
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
课堂训练
D
1.各式各样的剪刀都是一对对杠杆，下列剪刀，最省力的是（　　）
A
B
C
D
课堂训练
2.如图所示，我们在拖动行李箱时，一般先拉出行李箱上方的拉杆，从杠杆的角度分析，这样做的目的是为了（　　）
A．增大动力臂
B．减小阻力臂
C．增大动力
D．减小阻力
A
3.如图所示，轻杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。现将动力的方向改为沿虚线方向，若仍使杠杆在水平位置保持平衡，则（　　）
A．动力臂增大，动力增大
B．动力臂增大，动力减小
C．动力臂减小，动力减小
D．动力臂减小，动力增大
课堂训练
D
4.如图所示，杠杆处于水平位置平衡。若将两边所挂的钩码各减去一个，杠杆将（　　）
A．仍继续保持水平平衡
B．右端上升，左端下降
C．右端下降，左端上升
D．无法确定杠杆的运动状态
C
5.如图，在B点施加一个最小力F1，使杠杆在此位置平衡，请画出最小力F1的示意图，并标出阻力臂L2。
F1
F2
L2
课堂训练
课堂训练
6.小明用轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”，借助杠杆按动宿舍楼大门的开门按钮，如图所示，已知OB＝60cm、AB＝80cm、OC＝15cm，当小明在C点用脚给杠杆施加20N的压力F1时，按钮触发、大门打开，求此时按钮对杠杆施加的水平阻力F2，有多大？
课堂训练
解：根据杠杆平衡条件得，F1×OC＝F2×OD，
按钮对木杆的压力水平向左，所以OD＝AB，
所以，20N×15cm＝F2×80cm，
解得，F2＝3.75N。
D
F1(共13张PPT)
第九章　机械和功
第一节　杠 杆
第1课时 认识杠杆
学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练
北师大版-物理-八年级下册
学习目标
1.认识杠杆，能分清杠杆的五要素。
2.能够作图。
【重点】认识杠杆，能分清杠杆的五要素。
【难点】能够作图。
新课导入
下列机械在使用中有什么共同的特点？
都是绕工具上某一固定点转动的
新知探究
知识点 杠杆的概念
一
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。
请同学们想一想生活中还有哪些杠杆？
撬棍
跷跷板
新知探究
钢丝钳
杆秤
火钳
独轮车
新知探究
知识点 杠杆的五要素
二
1.支点：绕着转动的固定点（O）；
2.动力：驱使杠杆转动的力（F1）；
3.阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）；
O
F1
F2
4.动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离（L1）;
L1
5.阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离（L2）。
L2
(力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线；是虚线，用则画，不用不画)
都是杠杆的受力！
新知探究
知识点 力臂的作图
三
B
F2
O
F1
A
作力臂的方法：
1.找出支点的位置；
3.从支点作动力臂、阻力臂。
2.确定动力、阻力作用线；
F2
B
O
A
F1
新知探究
画出图中杠杆各力的力臂。
F1
F2
F1
F2
O
O
例题
课堂小结
认识杠杆
杠杆：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
杠杆的五要素
支 点(O)
动 力(F1)
阻 力(F2)
动力臂(L1)
动力臂(L2)
课堂训练
1.如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　）
A． B. C． D．
A
课堂训练
2.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（　　）
A.
B.
C.
D.
B
课堂训练
吊桥的重力
3.杠杆在我国古代就有许多巧妙应用，护城河上安装的吊桥就是一个杠杆，如图所示，它的支点是 　 　点，动力作用点是 　 　点，阻力是 　 。
A
B
4.活塞式抽水机是农村经常使用的取水设备，图中AOB部分工作时可以看做杠杆，请你画出F1的力臂及B点受到的阻力F2和其阻力臂L2。
F2
L2
L1
F1
课堂训练

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