人教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)杠桿“百校聯(lián)賽”一等獎(jiǎng)

第1節(jié)杠桿“給我一個(gè)立足點(diǎn)和一根足夠長的硬棒，我就能移動(dòng)地球?！?/p>

——阿基米徳這些用具是杠桿嗎？鋼絲鉗桿秤瓶蓋起子道釘撬火鉗獨(dú)輪車OOOF1F1F1F2F2F2OL1L2支點(diǎn)

動(dòng)力阻力動(dòng)力臂阻力臂支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用O表示。動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F1表示。動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用L1表示。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F2表示。阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用L2表示。杠桿的五要素：杠桿平衡的條件靜止（任何位置下的靜止如：水平或傾斜）緩慢的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一、什么是杠桿平衡實(shí)驗(yàn)中為了便于測(cè)量力臂，應(yīng)該讓杠桿在水平方向平衡平衡螺母2、為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂二、杠桿平衡的條件1.影響杠桿平衡的因素有哪些？2.在實(shí)驗(yàn)前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿水平平衡計(jì)劃設(shè)計(jì)1.選擇如圖器材3.杠桿的支點(diǎn)通過杠桿的重心（消除杠桿重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）F1F2L1L2o計(jì)劃設(shè)計(jì)4.在杠桿支點(diǎn)的左邊掛一定量的鉤碼右邊也掛上鉤碼，直至杠桿平衡為止。F1F2L1L2o5.掛鉤碼后，不能再動(dòng)平衡螺母。計(jì)劃設(shè)計(jì)6.讀數(shù)時(shí)，要求杠桿仍處于水平平衡狀態(tài)，以便直接讀出力臂的長度。7.重復(fù)多做幾次平衡實(shí)驗(yàn)，得到不同數(shù)據(jù)。8.將數(shù)據(jù)記錄下來分析得出結(jié)論。F1F2L1L2o實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm阻力

阻力臂1

2

3

動(dòng)力

動(dòng)力臂分析歸納杠桿的平衡條件：

動(dòng)力X動(dòng)力臂＝阻力X阻力臂用字母表示為:

F1l1=F2l2總結(jié)結(jié)論一根輕質(zhì)扁擔(dān)長1.8m，在距離肩0.8m的一端掛上重600N的貨物，問：另一端掛上多重的貨物才能使扁擔(dān)平衡？F1=G1＝600NF2=G2=?Ol1l2L=1.8m分析：人肩挑處是扁擔(dān)的支點(diǎn)O，前后兩貨物的重分別為動(dòng)力和阻力，要求的肩處離前端的距離是動(dòng)力臂,離后端的距離為阻力臂。已知：L=1.8mL1＝0.8m

F1＝600N求：F2=?解：根據(jù)L1＋L2＝1.8m得出

L2=1.8m-0.8m=1m－－－（1）根據(jù)杠桿的平衡條件：

F1L1＝F2L2將（1）代入得

600NX0.8m＝F2X1m解之得：F2＝480N答：人肩應(yīng)在另一端挑480N的貨物才能使扁擔(dān)平衡。法一--------必要說明

--------等式變形

--------必要說明

--------公式

--------必要說明

--------帶入數(shù)據(jù)

--------結(jié)果

--------答交流與評(píng)估思考：有的同學(xué)根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：

動(dòng)力+動(dòng)力臂=阻力+阻力臂這樣的結(jié)論是否正確？為什么？有一根杠桿，動(dòng)力為1000N，阻力為3000N，動(dòng)力臂為1.5m，求：它的阻力臂為多少？已知：F1＝1000NF2＝3000Nl1＝1.5m求：l2＝？解：根據(jù)杠桿的平衡條件：

F1L1＝F2L2

L2=F1L1/F2=(1000N×1.5m)÷3000N=0.5m答：它的阻力臂為0.5m.------------------------文字說明------------------------公式------------------------公式變形

-----------帶入數(shù)據(jù)------------------------結(jié)果------------------------答假期里，小蘭和爸爸、媽媽一起參加了一個(gè)家庭游戲活動(dòng)?；顒?dòng)要求是：家庭成員中的任意兩名成員分別站在如圖的木板上，恰好使木板水平平衡。(1)若小蘭和爸爸的體重分別為400N和800N，小蘭站在距離中央支點(diǎn)2m的一側(cè)，爸爸應(yīng)站在距離支點(diǎn)多遠(yuǎn)處才能使木板水平平衡?

(2)若小蘭和爸爸已經(jīng)成功地站在了木板上，現(xiàn)在他們同時(shí)開始勻速相向行走，小蘭的速度是0.5m／s，爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破壞?F動(dòng)L動(dòng)=F阻L阻----------平衡

平衡力------------平衡狀態(tài)平衡力矩-----------平衡狀態(tài)F動(dòng)L動(dòng)＞F阻L阻----------動(dòng)力端下降F動(dòng)L動(dòng)＜F阻L阻----------阻力端下降當(dāng)條件改變后，如何確定杠桿的那一端會(huì)下降呢？F動(dòng)L動(dòng)=F阻L阻----------平衡F動(dòng)L動(dòng)＞F阻L阻----------動(dòng)力端下降當(dāng)其他量不變，F(xiàn)動(dòng)增大時(shí)當(dāng)其他量不變，L動(dòng)增大時(shí)F動(dòng)L動(dòng)＞F阻L阻----------動(dòng)力端下降L動(dòng)的增大F阻OF動(dòng)F動(dòng)若阻力部分不變，在L動(dòng)增大的同時(shí)，怎樣改變F動(dòng)，杠桿才能仍然保持平衡？·三、杠桿平衡條件的應(yīng)用⑴L1:L2=______·L1L2⑵在兩邊鉤碼下同時(shí)加掛一個(gè)同樣的鉤碼，杠桿____平衡，___邊會(huì)下降例1：如圖，在已平衡的空杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼后，杠桿仍然平衡，則1：2不再右⑶若使杠桿再次平衡，可在___邊的鉤碼下再掛___個(gè)鉤碼·⑷也可以不改變鉤碼數(shù)量，將__邊鉤碼__移_格或兩邊鉤碼向__各移動(dòng)__格左11右左外2·⑸若使再次平衡的杠桿兩邊同時(shí)去掉一個(gè)鉤碼，則___邊將下降。-----“極端判斷法”左一根均勻銅絲，在中點(diǎn)處支住它剛好平衡，現(xiàn)將其右端從中對(duì)折起來，如圖所示，則杠桿A.仍水平；B.左端下降；C.右端下降；D.無法判斷。右側(cè)力臂變小了小明和小華合作做“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，你認(rèn)為這樣做的好處是_____

___.（2）小華將四個(gè)重力均為0.5N的鉤碼掛在杠桿左端后，又將彈簧測(cè)力計(jì)鉤在杠桿A處的細(xì)線上.要使杠桿在水平位置平衡，且彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)最小，則小華應(yīng)沿_______的方向拉彈簧測(cè)力計(jì).A以便直接讀出力臂的長度豎直向上在此情況下，小華讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為4.2N.小明和小華對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后得到的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂.你認(rèn)為他們這樣就得出結(jié)論是否合理？____；簡述理由：________________A合理支點(diǎn)處的摩擦導(dǎo)致彈簧秤的示數(shù)偏大不能保證絕對(duì)豎直向上一個(gè)原來水平靜止的杠桿,如果再作用一個(gè)力后,杠桿仍能處于靜止?fàn)顟B(tài),則此力可能是A.豎直作用于動(dòng)力點(diǎn)上B.豎直作用于阻力點(diǎn)上C.作用在杠桿的任一點(diǎn),但力的作用線必須經(jīng)過支點(diǎn)D.作用在杠桿的任一點(diǎn),但力的作用線必須與杠桿垂直杠桿的分類省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用:省力，費(fèi)距離:費(fèi)力，省距離:不省力，也不省距離四、三類杠桿的特性省力杠桿F1F2L1L2若L1=4mL2=1mF2=100NF1=?L動(dòng)＞L阻的杠桿省力若L動(dòng)=nL阻則F動(dòng)=

F阻FF省力杠桿的特點(diǎn)S動(dòng)=4hS阻=hGGL動(dòng)=4L阻費(fèi)距離省到幾分之一的力，費(fèi)幾倍的距離。S動(dòng)=nS阻省力杠桿F2F1動(dòng)力臂L1阻力臂L2O費(fèi)力杠桿若L1=4mL2=5mF2=100NF1=?若L動(dòng)=L阻則F動(dòng)=

F阻nL動(dòng)＜

L阻的杠桿FF費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)S阻=4hS動(dòng)=hGG費(fèi)幾倍的力，省到幾分之一的距離。S動(dòng)=S阻L阻=4L動(dòng)省距離費(fèi)力杠桿F2F1動(dòng)力臂L1阻力臂L2O不省力，也不省距離舉例？等臂杠桿的特點(diǎn)L動(dòng)=

L阻的杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿概念動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿特點(diǎn)省了力，但費(fèi)了距離費(fèi)了力，但省了距離不省力也不費(fèi)力實(shí)例撬棒、鍘刀、瓶起子、鑷子、理發(fā)剪刀天平小結(jié)異形杠桿分析在下列工具中省力的是哪一組（）A.鍘刀、汽車上的剎車閘、羊角錘起釘子；B.鑷子、釣魚桿、剪子；C.鍘刀、天平、釣魚桿；D.鑷子、汽車上的剎車閘、釣魚桿。練習(xí)一ABCD小試身手A練習(xí)二下列說法中哪些是正確的（）A.使用杠桿一定會(huì)省力；B.省力杠桿的動(dòng)力臂一定小于阻力臂；C.動(dòng)力臂是支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離；D.等臂杠桿不省力也不省距離。BCD小試身手圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B端繩子的拉力F與A端重力G相比（）A.F=G；B.F〈G；C.F〉G；D.無法比較。練習(xí)三提示AOBFGABCD小試身手圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B端繩子的拉力F與A端重力G相比（）A.F=G；B.F＜G；C.F＞G；D.無法比較。練習(xí)三L2L1ABCDAOBFG先畫出力臂，再進(jìn)行判斷小試身手利用杠桿的平衡條件解決有關(guān)問題1.確定杠桿的支點(diǎn)。3.確定各個(gè)力的力臂。2.分析杠桿受到的動(dòng)力和阻力，明確各力的大小和方向。4.根據(jù)杠桿的平衡條件列出關(guān)系式求解，必要時(shí)要對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。五、典型題3.一根直桿可繞軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，在直桿的中點(diǎn)掛一重物，在桿的另一端施加一個(gè)方向始終保持水平的力，如圖示，在力F使直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置的過程中，力F大小的變化情況應(yīng)是A.一直在增大B.一直在減小C.先增大后減小D.先減小后增大L1L21、找出杠桿的五要素；2、判斷動(dòng)力臂L1、阻力臂L2的變化情況；3、由杠桿平衡條件（F1L1=F2L2

）進(jìn)行分析。分析：4.如圖，O是杠桿的支點(diǎn)，為了提高重物G，用與杠桿始終垂直的力F使杠桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個(gè)過程中A.杠桿始終是省力的；B.杠桿始終是費(fèi)力的；C.杠桿先是省力的，后是費(fèi)力的；D.杠桿先是費(fèi)力的后是省力的。FL1分析：∵F始終垂直杠桿，∴L1保持

；杠桿在緩慢提升過程中，L2逐漸

。開始時(shí)，L1＞L2，是

；最終狀態(tài)，L1＜L2是

。不變?cè)龃笫×Ω軛U費(fèi)力杠桿L2知識(shí)點(diǎn)：1.杠桿的平衡狀態(tài)2.杠桿平衡的條件3.省力杠桿、費(fèi)力杠桿考點(diǎn)：1.實(shí)驗(yàn)操作的理由2.利用杠桿平衡條件求力、力臂3.動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)下判斷杠桿的省力、費(fèi)力六、小結(jié)

如圖，重物G=400N，AB=20cm，BC=60cm，CD=60cm，求將重物G提起時(shí)所用的最小動(dòng)力（圖中裝置可繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)）

1七、練習(xí)

一根蠟燭截成長度不同的兩段豎立在杠桿的兩邊，如圖且杠桿平衡，若同時(shí)點(diǎn)燃蠟燭（設(shè)燃燒速度相同），則杠桿的___端將翹起。（2003.南京）2右

如圖所示杠桿，在A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí)，F(xiàn)大小的變化情況是（）

A．大小不變

B．由小變大

C．先變大后變小

D．先變小后變大

GOL2GL2’3.Fl1=Gl2

增大

不變

不變

增大BFF若F始終水平向右呢？

如圖所示杠桿，在A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí)，F(xiàn)大小的變化情況是A.由大變小 B.由小變大 C.先變大后變小 D.先變小后變大GGOL2’4.Fl1=Gl2

不變

不變

減小

減小F若F始終豎直向上呢？若F始終水平向右呢？

如圖所示杠桿，在A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí)，F(xiàn)大小的變化情況是A．大小不變 B．由小變大 C．先變大后變小 D．先變小后變大GOFl1=Gl2F