2025年春新北師大版物理八年級(jí)下冊(cè)課件 第九章 機(jī)械和功 第一節(jié) 杠桿 第2課時(shí) 杠桿的分類及應(yīng)用

第九章機(jī)械和功第一節(jié)

杠桿北師·八年級(jí)物理下冊(cè)第2課時(shí)杠桿的分類及應(yīng)用預(yù)習(xí)檢測1.省力杠桿的動(dòng)力臂______阻力臂，____省力，但____距離。2.費(fèi)力杠桿的動(dòng)力臂______阻力臂，______省力，但____距離。3.等臂杠桿的動(dòng)力臂______阻力臂，不省力也不不省距離，但可以改變___________。大于能費(fèi)小于不能省等于力的方向交流導(dǎo)入這些杠桿在正常使用時(shí)，哪個(gè)省力？哪個(gè)費(fèi)力？費(fèi)力省力省力分析這些杠桿的五要素，你發(fā)現(xiàn)了什么？交流導(dǎo)入F1F2L1L2F1F2L1L2F1F2L1L2你能否根據(jù)杠桿的平衡條件，比較簡便地判斷出一個(gè)杠桿是省力還是費(fèi)力？探究新知知識(shí)點(diǎn)1杠桿的分類判斷杠桿的的類型，實(shí)際就是比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小。若L1>L2，則F1<

F2若L1=L2，則F1=

F2若L1<L2，則F1>

F2——省力杠桿——等臂杠桿——費(fèi)力杠桿省力杠桿力臂的大小關(guān)系：L1>L2力的大小關(guān)系：F1<F2力的作用點(diǎn)移動(dòng)距離的關(guān)系：動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離特點(diǎn)：省力費(fèi)距離應(yīng)用：撬棒、開瓶器、鋼絲鉗、羊角錘等費(fèi)力杠桿力臂的大小關(guān)系：L1<L2力的大小關(guān)系：F1>F2力的作用點(diǎn)移動(dòng)距離的關(guān)系：動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離小于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離特點(diǎn)：費(fèi)力省距離應(yīng)用：鑷子、筷子、釣魚竿、劃船等等臂杠桿力臂的大小關(guān)系：L1=L2力的大小關(guān)系：F1=F2力的作用點(diǎn)移動(dòng)距離的關(guān)系：動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離等于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離特點(diǎn)：既不省力也不省距離應(yīng)用：天平、定滑輪等（1）根據(jù)力臂的大小關(guān)系判斷；（2）從使用目的和效果進(jìn)行判斷：阻力很大時(shí)，通常使用省力杠桿；有時(shí)阻力不大，使用杠桿是為了省距離，就要使用費(fèi)力杠桿。既省力又省距離的杠桿是不存在的。歸納小結(jié)省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿力臂大小關(guān)系力的大小關(guān)系特點(diǎn)省力但費(fèi)距離費(fèi)力但省距離既不省力也不省距離L1>L2F1<F2L1<L2F1>F2L1=L2F1=F2自制戥子戥子是我國中藥店常用的一種稱量藥材質(zhì)量的工具，在古代也常用來稱量金、銀等貴重物品。它由秤桿、秤盤和秤砣等組成。試著用一根筷子或細(xì)竹棍作秤桿，一個(gè)螺母或其他重物作秤砣，一個(gè)硬紙盤或紙杯作秤盤，一段細(xì)線作提紐，制作一把戥子。利用砝碼或已知質(zhì)量的物品標(biāo)出秤桿上的刻度，并觀察刻度是否均勻。點(diǎn)擊圖片播放視頻我國古代的杠桿杠桿在我國古代就有許多巧妙的應(yīng)用。點(diǎn)擊畫面播放用碓舂米桔槔汲水請(qǐng)你查閱資料或進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，了解我國古代利用杠桿的更多實(shí)例。分析一下這些杠桿的使用給人們帶來了哪些便利，并與同學(xué)交流。練習(xí)某學(xué)校勞動(dòng)教育課堂上，四位同學(xué)用杠桿原理使用勞動(dòng)工具的場景如圖所示，其中屬于使用費(fèi)力杠桿的是（）AA.鋤地時(shí)舉起鋤頭B.羊角錘拔釘子C.園藝剪修剪樹枝D.鋼絲鉗剪鐵絲知識(shí)點(diǎn)2輪軸輪軸由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成。習(xí)慣上把大輪叫輪，小輪叫軸。汽車方向盤和閥門旋鈕都是輪軸類機(jī)械。輪軸可看作杠桿的變形，本質(zhì)上是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿。轆轤是典型的輪軸，其結(jié)構(gòu)如圖所示。rORABF2F1轆轤由杠桿的平衡條件可知F1R=F2r，若動(dòng)力作用在輪上，阻力作用在軸上，由于R>

r，則F1<

F2，此時(shí)輪軸省力但費(fèi)距離。若動(dòng)力作用在軸上，阻力作用在輪上，由于R>

r，則F1>

F2，此時(shí)輪軸費(fèi)力但省距離。在實(shí)際應(yīng)用中，為了使用方便或節(jié)約材料，常用桿狀物體來代替大輪。練習(xí)如圖所示，自行車的腳踏和牙盤構(gòu)成一個(gè)輪軸，而輪軸實(shí)質(zhì)上是利用杠桿原理工作的。經(jīng)測量，腳踏到軸心的距離R=25cm，帶動(dòng)鏈條的牙盤半徑r=15cm。若腳踩腳踏所用的力F=15N，則鏈條所產(chǎn)生的拉力為_____N。FR=F拉r25例1如圖，輕質(zhì)杠桿處于平衡狀態(tài)，將物體A和B同時(shí)向靠近支點(diǎn)的方向移動(dòng)相同的距離，下列判斷正確的是（）A.杠桿仍能平衡B.杠桿不能平衡，右端下沉C.杠桿不能平衡，左端下沉D.無法判斷知識(shí)點(diǎn)3杠桿的綜合應(yīng)用判斷杠桿的狀態(tài)C1.原來杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，有GAL左=GBL右，因?yàn)長左>L右，所以GA_______GB。2.當(dāng)向支點(diǎn)移動(dòng)相同的距離Δl時(shí)，兩邊的力臂都減小Δl，左邊力與力臂的乘積變?yōu)镕A(l左–Δl)=FAl左–FAΔl，右邊力與力臂的乘積變?yōu)镕B(l右–Δl)=FBl右–FBΔl。因?yàn)镕Al左=FBl右，F(xiàn)AΔl______FBΔl，所以FA(l左–Δl)______FB(l右–Δl)，則杠桿的______端下沉。<<>左思路解析?杠桿平衡的判斷方法杠桿F1端下沉F2端下沉平衡不平衡靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)F1L1=F2L2F1L1≠

F2L2F1L1>F2L2F1L1<F2L2例2如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在木桿的右端施加一個(gè)始終垂直于木桿的作用力F，使木桿從OA

位置勻速轉(zhuǎn)到OB

位置的過程中，力F的大小將（）先變大，后變小先變小，后變大一直是變大的D.一直是變小的判斷動(dòng)力大小的變化A變大第一階段：OA→OCF1L1=F2L2即F·OA

=G·L2不變不變變大變小第二階段：OC→OBF1L1=F2L2即F·OB

=G·L2不變不變變小思路解析解答此類題的關(guān)鍵是明確動(dòng)力臂和阻力臂的變化。可以選取杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的幾個(gè)特殊位置，分別作出轉(zhuǎn)動(dòng)前、后的動(dòng)力臂和阻力臂，然后根據(jù)杠桿的平衡條件進(jìn)行比較和判斷。以桿的自重為阻力的杠桿模型較為常見，在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，重力不變，但其力臂通常是變化的。解題通法1.

根據(jù)三類杠桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將下表填寫完整。課堂練習(xí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是否省力是否省距離應(yīng)用舉例L動(dòng)>L阻L動(dòng)=L阻L動(dòng)<L阻省力不省力也不費(fèi)力費(fèi)力費(fèi)距離不省也不費(fèi)距離省距離撬棒、羊角錘天平鑷子、釣魚竿不同類型杠桿的比較2.如圖所示為一種健身器械，其中橫梁可視為一個(gè)能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，在橫梁上的A點(diǎn)連接一個(gè)重為800N的配重。已知A點(diǎn)到O點(diǎn)的水平距離為30cm，人在橫梁上的B點(diǎn)施加豎直向下的拉力，B點(diǎn)到O點(diǎn)的水平距離為60cm，當(dāng)配重剛好被拉離地面時(shí)，人的拉力至少為多大？若人的質(zhì)量為50kg，人要站在地面上用豎直向下的力將配重拉離地面，則人的拉力的作用點(diǎn)到O點(diǎn)的水平距離應(yīng)滿足什么條件？（g取10N/kg）解：配重剛好被拉離地面時(shí)，橫梁對(duì)配重的拉力與配重的重力相等，根據(jù)力的相互作用可知，此時(shí)配重對(duì)橫梁上A點(diǎn)的拉力FA

=G配重=800N，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)ALAO=FBLBO

，則

即人的拉力至少為400N。人的重力G=mg=

50kg×10N/kg=500N，人對(duì)橫梁的最大拉力F大

=G=500N；根據(jù)杠桿的平衡條件可知，由于阻力和阻力臂不變，當(dāng)人的拉