初中物理教育科學(xué)八年級下冊第十一章機(jī)械與功-杠桿 省賽獲獎PPT

人們將機(jī)械的各種構(gòu)件歸并為杠桿、滑輪、輪軸、斜面、螺旋等，并把它們稱為簡單機(jī)械。一、杠桿——最簡單的機(jī)械在力的作用下可繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒。【杠桿】【模型】可見，杠桿不是特指某一種機(jī)械，而是滿足以上特征的各種機(jī)械的共同指稱。支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的支撐點(diǎn)動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力一些生活中可看作杠桿模型的工具。【列舉】【復(fù)雜機(jī)械】蒸汽機(jī)拖拉機(jī)汽車起重機(jī)復(fù)雜機(jī)械是由簡單機(jī)械組成的。二、杠桿平衡杠桿平衡：當(dāng)動力和阻力對杠桿的轉(zhuǎn)動效果互相抵消時，杠桿將處于平衡狀態(tài)?！居^察】杠桿平衡圖（a）是一個平衡的杠桿，移動一邊鉤碼的懸掛點(diǎn)，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？如圖（b）所示，用帶桿的滑輪向左（或向右）推動右邊掛鉤碼的懸線，改變作用力的方向，這時又會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？為什么會發(fā)生這樣的現(xiàn)象？【觀察結(jié)果】由觀察結(jié)果可知：杠桿的平衡不僅與動力和阻力的大小有關(guān)，還與力的作用點(diǎn)及力的作用方向有關(guān)?！舅伎肌扛軛U的五要素A、支點(diǎn)（O）B、動力（F1）C、阻力（F2）D、動力臂（l1）E、阻力臂（l2）【五要素】1.支點(diǎn)的位置能不能落在杠桿的兩端？2.如何確定杠桿上的動力和阻力？3.力臂的大小（l

）與支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的那段距離（L

）之間有什么關(guān)系？（l

≤

L

）（順逆原則）l1l2OF1F2例、如圖所示的杠桿中，O是

，

若設(shè)F1是動力，則F2是

，

動力臂是

，

阻力臂是

。構(gòu)建杠桿模型1.生活中杠桿模型的五要素【構(gòu)建】起瓶蓋猩猩刺魚【方法】A、判斷模型條件B、確定合理支點(diǎn)C、區(qū)分動力阻力D、作出對應(yīng)力臂體驗(yàn)觀察活動過程生活中的杠桿模型【體驗(yàn)】組合類變形類直觀類2.生活中的杠桿模型【釣魚桿】作出其杠桿模型的五要素。試一試【鑷子】作出其杠桿模型的五要素。試一試?yán)?、?gòu)建下列杠桿模型，畫出對應(yīng)的五要素。杠桿的平衡條件杠桿在動力、阻力作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動【杠桿平衡】【活動】杠桿滿足什么條件才能處于平衡狀態(tài)呢？力大則對應(yīng)力臂要小，力小則對應(yīng)力臂要大體重不同的兩人能不能讓蹺蹺板穩(wěn)定下來？【思考】【猜想】方案C.實(shí)驗(yàn)中如何快速測得動（阻）力臂？（多個鉤碼）B.實(shí)驗(yàn)中如何方便地提供動力和阻力？（平衡螺母）A.實(shí)驗(yàn)中如何解決杠桿自重對平衡的影響？（水平位置平衡）（刻度尺）（在杠桿上標(biāo)記均勻刻度）探究實(shí)驗(yàn)：杠桿的平衡條件2.動力=阻力動力臂=阻力臂1.動力×動力臂=阻力×阻力臂實(shí)驗(yàn)結(jié)論【內(nèi)容】【公式】【拓展】【思考】杠桿平衡原理動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂F1l1＝F2l2杠桿受多個動（阻）力的平衡條件是什么呢？給我一個支點(diǎn)和一根足夠長的硬棒，我就能撬動地球?！⒒椎翭1l1+Fnln＝F2l2

+Fmlm?F1l1＝?F2l2阿基米德撬地球的杠桿應(yīng)該有什么特點(diǎn)呢？1省力杠桿省力杠桿有哪些特點(diǎn)？三、杠桿的分類【省力杠桿】【特點(diǎn)】動力臂大于阻力臂動力小于阻力，省力費(fèi)距離【實(shí)例】起子羊角錘壓水井手柄等2費(fèi)力杠桿【費(fèi)力杠桿】【特點(diǎn)】動力臂小于阻力臂動力大于阻力，費(fèi)力省距離【實(shí)例】船槳等笤帚筷子費(fèi)力杠桿有哪些特點(diǎn)？鑷子3等臂杠桿天平如果不等臂怎么修正？【等臂杠桿】【特點(diǎn)】動力臂等于阻力臂動力等于阻力，不費(fèi)力不省距離【實(shí)例】天平等（等量替代）討論交流：研究桿秤桿秤曾是我國應(yīng)用最廣泛的稱重工具，它是一種典型的杠桿。試分析它的工作原理，并比較它和天平的優(yōu)缺點(diǎn)。古代舂米古代打水知識回顧杠桿平衡條件：（1）內(nèi)容：

動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂（2）表達(dá)式：F1×L1=F2×L2一、杠桿原理的應(yīng)用【桿秤原理的研究】【原理】1.桿秤上的刻度線是否均勻分布？3.有一種雙提鈕桿秤，雙提鈕的作用是什么？2.長期使用秤砣生銹對測量結(jié)果有什么影響？F1l1＝F2l2m物gAO＝m砣gOBm物＝m砣OB/AOm物與OB成正比【思考】（均勻）（偏?。砍蹋酒胶庖氐挠嬎?】【方法】1.合理構(gòu)建模型，明確平衡要素3.注意單位統(tǒng)一，規(guī)范解題過程2.對應(yīng)杠桿原理，落實(shí)公式變形【平衡要素的計算2】例、扁擔(dān)長2m，兩端物體的質(zhì)量分別為50kg和30kg。若不考慮扁擔(dān)的重力。人的肩頭應(yīng)在什么位置，扁擔(dān)才平衡？【解】F1l1＝F2l2m1gAO＝m2g(AB－AO)50kgAO＝30kg(2m－AO)解之得：AO＝0.75m肩頭離A端0.75m處，扁擔(dān)可保持平衡。【答】例、如圖，質(zhì)量可忽略的杠桿上所標(biāo)的每一格長度都是相

等的，0為支點(diǎn)，杠桿兩邊所掛的每一個鉤碼均相同，

杠桿在水平位置平衡。在下列情況下，杠桿仍在水平

位置保持平衡的是（）

A．兩邊都減少一個鉤碼B．兩邊的鉤碼下各加掛一個

相同的鉤碼C．左邊鉤碼向右移一格，右

邊鉤碼同時向左移一格D．右邊加掛一個相同鉤碼，左邊鉤碼同時向左移一格F1l1＝F2l2?F1l1＝?F2l2【動態(tài)平衡的分析1】D【動態(tài)平衡的分析2】例、如圖所示，一個輕質(zhì)杠桿可繞軸O轉(zhuǎn)動，在直桿的中點(diǎn)掛一重物，在桿的另一端施加一個動力F，將直桿從右下位置慢慢抬起到水平位置過程中，力F大小的變化情況是()

A.一直增大B.一直減小C.保持不變D.無法確定【動態(tài)平衡的分析3】例、如圖所示，在一個輕質(zhì)杠桿

的中點(diǎn)掛一重物，在桿的另

一端施加一個動力F，使杠桿保持平衡，然后向右轉(zhuǎn)動F至水平方向，這一過程中F變化情況是()

A.一直增大B.一直減小C.先變小后變大D.先變大