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(共26张PPT)
中物理
第十二章
简单机械
12.1
杠杆
2021年春人教版物理八年级下册
人类很早以前就学会使用杠杆了.壮丽辉煌的咸阳宫曾蔚然矗立于八百里秦川。司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。上图就是我们的祖先在建造宫殿时的情景。他们是怎么利用木棒搬动巨大木料的？
观察思考
为了方便研究，人们将机械的各种构件归并为杠杆、滑轮、轮轴、斜面、螺旋等，并把它们称为简单机械。
人的力量是有限的，但是人的智慧是无穷的。人们在劳动中经常使用各种机械，使工作更省力、更方便。有的机械很简单，例如，钳子、扳手、螺丝刀等等；有的机械比较复杂，例如，缝纫机、车床、收割机等等。
2
一、杠杆
当你用筷子夹菜、用剪刀剪纸、用天平称量时，他们有什么共同点？
1.受力的作用
2.绕固定点转动
3.比较坚硬
共同特征
想想议议
1.概念：一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。
用木棍撬石头，撬棍就是杠杆。
杠杆是一种常用的简单机械，由五个要素组成:
(1)支
点(O)：杠杆绕着转动的点.
(2)动
力(F1)：促使杠杆转动的力.
(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.
杠杆
F1
F2
l1
o
l2
2.杠杆概念的理解：
(1)作为杠杆的物体可以是直的，也可以是弯的。即杠杆可以是各种各样的形状。
(3)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。力臂包含了力的作用点和力的方向两个要素
(2)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。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。
(1)一找点：先确定杠杆的支点Ｏ和动力、阻力的方向。
(2)二画线：画出动力和阻力的作用线，必要时用虚线将力的作用线延长．
(3)三作垂线段：从支点向作用线作垂线，
垂线段即为动力臂或阻力臂．
(4)四用括号来体现：最后用大括号或箭头
勾出力臂，并在旁边写上字母l1或l2.
3.力臂的画法
二、杠杆的平衡条件
1.杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。
观察
杠杆平衡
(1)(a)图是一个平衡的杠杆，移动一边钩码的悬挂点，会产生什么现象？
(2)如(b)图所示，用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，这时会产生什么现象？为什么会发生这样的现象？
结论：杠杆平衡不仅与动力和阻力的大小有关，还与力的作用点及方向有关。
杠杆的平衡条件
提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？
我觉得通过改变装置两边的钩码的位置和个数,使杠杆保持平衡,就可以探究杠杆的平衡条件了.
对!那杠杆两边的螺丝是起什么作用的？
一定是开始不挂钩码时，用来调节杠杆平衡的吧。
实验装置
实验探究
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
实验器材:
测量的物理量:
动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2
(1)调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平平位置平衡。
(怎么调？调到水平平衡的目的是什么？)
实验步骤：
①哪端高，就把平衡螺母向哪端调节，或者杠杆向哪边偏，就把平衡螺母向反方向调节
②使杠杆在水平位置平衡的原因有两个：一是消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；二是可直接从杠杆上读出力臂的大小
(3)
把支点左边的钩码重当作动力F1，支点右边的钩码重当作阻力F2，读出动力臂L1和阻力臂L2,将各数值填入表格中。
(2)
在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？）
此时不能再调平衡螺母
(4)
改变钩码的个数，再做三次，将结果填入表中。
（为什么要多次实验?）
避免偶然性，找出普遍规律
把实验数据填入表格：
(5)求出各次实验中,动力×动力臂与阻力×阻力臂的值,并加以比较.
分析论证、得出杠杆的平衡条件是：
F1·L1=F2·L2
实验结论：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
即：
例题：据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如图所示）。测量时利用了一根长度为12m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200N。测得L1为6m，L2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。
解：如图所示：F1=200N，l1=6m，l2=4cm＝0.04m
O
l1＝6m
l2＝4cm
F1＝200N
F2=？
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：
=
F1L1
L2
=
200
N×6
m
0.04
m
=3×104
N
F2
大象所受的重力:G2=F2=3×104
N
大象的质量为：
m
=
G
g
=
10
N/kg
3×104
N
=3×103
kg
=
3t
古代舂米
古代打水
我国古代对杠杆的应用
三、生活中的杠杆
我们身边有很多杠杆。例如，跷跷板、羊角锤、船桨、各种剪刀，观察这些杠杆，它们的动力臂和阻力臂有什么关系？
羊角锤
瓶盖起子
钓鱼竿
观察思考
1.省力杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。用较小的动力就可以克服较大的阻力。（L1>L2，
F1大于
小于
(3)常见的省力杠杆：瓶盖起子、羊角锤起钉子、独轮车、钳子等。
2.费力杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。动力作用点移动较小的距离就可以使阻力作用点移动较大的距离。（L1F1
>F2）
大于
小于
(3)常见的费力杠杆：镊子、缝纫机脚踏板、钓鱼竿、筷子夹菜、皮划艇的桨、扫帚扫地等。
3.等臂杠杆
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。这样的杠杆既不省力也不费力。（L1=L2，
F1=F2）
等于
等于
(3)常见的等臂杠杆：天平、定滑轮。
本堂重点：通过实验探究杠杆的平衡条件,知道杠杆分类及应用。
本堂难点：会画杠杆的示意图。
课堂小结
A
1，下列工具中，在使用时可以省距离的是(　　)
课堂练习
2，如图是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把________点看成支点，此时夹子可近似看成________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
等臂
B
3.如图所示硬棒OB能绕支点O转动，A处用绳子拉住固定在墙壁上。请画出拉力F的力臂(用l表示)。
答图：
4.如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳对杠杆的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F1的示意图，并作出F2的力臂l2。
答图：

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