杠桿-同步教學(xué)課件-初中物理人教版八年級下冊

第十二章第1節(jié)杠桿【知識與技能】1、知道什么是杠桿。理解力臂的概念，會畫杠桿的力臂。2、知道杠桿平衡條件及其杠桿的一些應(yīng)用。3、會利用杠桿的平衡條件分析解決問題和進行計算?！具^程與方法】1、通過觀察生活和生產(chǎn)勞動中的各種杠桿提取共同的特征，并能在杠桿上確認(rèn)支點、動力、動力臂、阻力、阻力臂的位置。2、通過實驗探究，能得出杠桿的平衡條件，并能利用杠桿的平衡條件分析解訣問題。這些能給我們提供方便的工具，都稱為機械復(fù)雜機械都是由簡單機械組成的這是最常用的工具，它是根據(jù)杠桿原理制造的．這幾個用具有什么共同特點共同點：①都是硬棒．②工作過程中都在轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時有一點是固定不動的．③都受到了力的作用最簡單的機械——杠桿一、杠桿1、概念：一根硬棒在力的作用下，如果能繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫做杠桿注意:(1)“硬棒”是指在力的作用不發(fā)生形變。（2）杠桿可以是直的,也可以是彎曲的,即硬棒可以是各種各樣的形狀2、一根硬棒要成為杠桿，應(yīng)具備兩個條件：（1）要有力的作用；（2）能繞某固定點轉(zhuǎn)動。同時滿足，缺一不可。下面這些用具是杠桿嗎？在現(xiàn)實生活中，你還能舉出哪些杠桿的實例呢？下面這些機械有哪些共同的特征?共同點：一個點、兩個力3、杠桿的五要素：1、支點（O）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，用O表示2、動力(F1)：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F1表示3、阻力(F2)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F2表示說明：（1）動力作用點和阻力作用點，一定作用在杠桿上（2）動力和阻力并不一定分布在支點的兩邊，也可以在支點的同一邊。（3）若動力和阻力分布在支點的兩邊，則動力和阻力的方向是相同的；若動力和阻力分布在支點的同一邊，則動力和阻力的方向是相反的。F2F1（4）動力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動的方向一定是相反的，但二者的方向不一定相反。4、動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離。用L1表示注：力的作用線是指通過力的作用點，沿力的方向(或反方向)所畫的直線。（延長線用虛線）L1F1O5、阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離。用L2表示F2OL2注：(1)力臂是支點到力的作用線的距離，而不是支點到作用點的距離。(2)力臂不一定在杠桿上。（3）當(dāng)力的作用線通過支點時，力臂等于0L1對L1錯力臂的畫法：1.先確定杠桿的支點Ｏ和動力、阻力的方向。2．過力的作用點沿力的方向畫出力的作用線注意：畫的時候要用虛線將力的作用線延長。３．用實線或虛線作從支點Ｏ向力的作用線引垂線，畫出垂足，則從支點到垂足的距離就是力臂。4．最后用大括號勾出力臂，并在旁邊寫上字母L1或L２。畫出圖中各力的力臂畫出圖中各力的力臂【拓展應(yīng)用】

使杠桿保持平衡的最小動力的畫法（1）找到杠桿的支點和杠桿上距離支點最遠(yuǎn)的動力作用點；

（2）用虛線連接支點與最遠(yuǎn)動力作用點，虛線段長即為動力臂；

（3）做出與該線段垂直的直線，標(biāo)上垂足；

（4）最后根據(jù)圖示確定最小力的方向。AO小資料人體內(nèi)的杠桿很多機器上都有杠桿，可是你知道嗎？人體中也有很多的杠桿在起作用呢？當(dāng)我們拿起一件東西，點一點頭，彎一彎腰或者翹一下腳尖，這時都得依靠人體的杠桿才能起作用呢！如果你彎一下腰，肌肉就要付出大約1200牛頓的拉力。這是由于在腰部肌肉和脊骨之間形成的杠桿是一個費力杠桿（如圖)。我們長期彎腰工作時，往往感到腰部酸疼，就是肌肉被拉傷的緣故。

當(dāng)你把腳尖翹起來的時候，是腳跟后面的肌肉在起作用，腳尖是支點，體重落在兩者之間。這實際上是一個省力杠桿(如圖)，這時肌肉的拉力比體重要小。杠桿平衡的條件二、杠桿的平衡條件：1．杠桿的平衡：杠桿在動力和阻力作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動時，我們就說杠桿平衡。2．探究杠桿的平衡條件

【提出問題】杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？【猜想與假設(shè)】對杠桿處于平衡狀態(tài)時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間的關(guān)系猜下如下：1、動力+動力臂=阻力+阻力臂2、動力-動力臂=阻力-阻力臂3、動力×動力臂=阻力×阻力臂..4、【實驗器材】杠桿、鉤碼、鐵架臺、彈簧測力計?！驹O(shè)計實驗】當(dāng)杠桿平衡時，分別測出動力F1、阻力F2，動力臂L1、阻力臂L2。并多次改變力和力臂，獲取多組數(shù)據(jù)，從而分析總結(jié)出杠桿的平衡條件。注：測量的物理量：力和力臂序號動力F1/N動力臂L1/cm動力×動力臂阻力F2/N阻力臂L2/cm阻力×阻力臂1

2

3…【實驗表格】（1）把杠桿安裝在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。平衡螺母【實驗步驟】平衡螺母(2)在杠桿兩邊掛不同數(shù)量的鉤碼，把支點右邊的鉤碼對杠桿的作用力當(dāng)作動力F1，支點左邊的鉤碼對杠桿的作用力當(dāng)作阻力F2。調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡，記下動力F1、阻力F2、動力臂L1、阻力臂L2的數(shù)值。然后把實驗數(shù)據(jù)填入表中。F2F1L2L1（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。（4）在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂L1、阻力臂L2記錄表格中?！緦嶒灁?shù)據(jù)記錄】實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm動力

動力臂阻力F2/N阻力臂l2/cm阻力

阻力臂11422228116321283動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2?！緦嶒灁?shù)據(jù)分析】【實驗結(jié)論】杠桿平衡時，動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。3、杠桿的平衡條件：

動力×動力臂＝阻力×阻力臂

計算公式:F1L1=F2L2注意：（1）應(yīng)用公式計算時，單位要統(tǒng)一，即動力和阻力的單位要一樣，動力臂和阻力臂的單位要一樣。（2）杠桿是否平衡，要看力和力臂的乘積是否相等；乘積相等就平衡；否則乘積大的那端下沉。1、讓杠桿在水平位置靜止的目的是：（1）使杠桿的重心在支點，以消除杠桿自身重力對實驗的影響（2）便于直接讀出力臂

2、調(diào)平杠桿在水平位置平衡的方法“左高左調(diào)、右高右調(diào)”

3、多次測量獲得多組實驗數(shù)據(jù)的目的是：避免偶然性，獲得普遍性的結(jié)論?！痉此寂c交流】4、在實驗前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿水平平衡。掛鉤碼后，不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。5、讀數(shù)時，杠桿仍要求是處于水平平衡狀態(tài)，以便直接讀出力臂的長度。實驗注意事項三、生活中的杠桿：請仔細(xì)觀察，利用撬棒撬石頭時，它的動力臂和阻力臂，哪個更長呢？我們在使用時，是省力？還是費力呢？杠桿平衡時:F1L1=F2L2

得

又因為:L1>L2

所以,F1<F2=F1L2F2L1我們在使用撬棒撬石頭時，是了省力.杠桿的種類1．省力杠桿：(1)當(dāng)L1>L2時，F(xiàn)1<F2為省力杠桿。使用省力杠桿，省力，但費距離。鉗子核桃夾子開瓶器（2）省力杠桿的特點是：省力，費距離。

我們在使用省力杠桿時，省力，但我們又付出了怎樣的代價呢？h1＞h22、費力杠桿(1)當(dāng)L1<L2時，F(xiàn)1>F2為費力杠桿。使用費力杠桿，費力，但省距離。（2）費力杠桿的特點是:費力，省距離h1＜h23、等臂杠桿(1)當(dāng)L1=L2時，F(xiàn)1=F2為等臂杠桿，使用等臂杠桿，既不省力也不費力。托盤天平蹺蹺板旗桿頂部

的定滑輪等臂杠桿（動力臂=阻力臂）

L2＝L1Ｆ2

＝

F1（2）等臂杠桿的特點是：不省力，不費力；不省距離，不費距離杠桿的分類名稱力臂關(guān)系力的關(guān)系特點應(yīng)用舉例省力杠桿l1

l2

F1

F2

撬棒、鍘刀、羊角錘、起子、獨輪車、鋼絲鉗費力杠桿l1

l2

F1

F2

、

理發(fā)剪刀、釣魚竿、

鑷子、

筷子、船槳等臂杠桿l1

l2

F1

F2

不省力、不費力

天平、定滑輪1.定義：一根硬棒，在力的作用下繞著固定點O轉(zhuǎn)動.2.五要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂4.探究杠桿平衡的實驗：（1）杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動（2）實驗前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡.

目的：可以方便地從杠桿上讀出力臂.（3）結(jié)論：杠桿平衡的條件：動力×動力臂=阻力×