12.1杠 桿 課件 (共42張) 2024-2025學(xué)年度人教版物理八年級(jí)下冊(cè)

第1節(jié)杠桿第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)點(diǎn)杠桿知1－講感悟新知1操作體驗(yàn)(圖1)知1－講感悟新知分析思考從受力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、材料等角度分析，這兩個(gè)工具工作時(shí)，有哪些共同的特點(diǎn)？分析結(jié)果(1)都受兩個(gè)力——使工具轉(zhuǎn)動(dòng)的力和阻礙工具轉(zhuǎn)動(dòng)的力。(2)均繞著某個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。(3)工具的材料硬度較大，即在力的作用下，不發(fā)生或基本不發(fā)生形變。知1－講感悟新知1.定義一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O

轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿。物理思想：杠桿是從具有復(fù)雜外形的機(jī)械中抽象出來的理想模型，杠桿模型的建構(gòu)過程(1)

忽略次要因素：物體的材料、形狀等。(2)

抓住主要因素：在力的作用下，能繞固定點(diǎn)(支點(diǎn))轉(zhuǎn)動(dòng)?！?－講感悟新知2.杠桿的五要素五要素物理含義圖示支點(diǎn)(O)杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)動(dòng)力、阻力都作用在杠桿上動(dòng)力(F1)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻力(F2)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力動(dòng)力臂(l1)從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離阻力臂(l2)從支點(diǎn)到阻力作用線的距離知1－講感悟新知深度思考(1)動(dòng)力和阻力都作用在杠桿上，兩個(gè)力對(duì)杠桿的作用效果相同嗎？動(dòng)力和阻力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相反。若動(dòng)力使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，阻力一定使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。知1－講感悟新知(2)支點(diǎn)對(duì)杠桿也有力的作用，為什么忽略這個(gè)力對(duì)杠桿的影響？支點(diǎn)對(duì)杠桿的力的力臂為零，這個(gè)力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)沒有影響，從而忽略這個(gè)力對(duì)杠桿的影響。知1－講感悟新知3.杠桿五要素的理解(1)杠桿的支點(diǎn)一定在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿的中間某點(diǎn)。用同一根硬棒做杠桿，使用方法不同，支點(diǎn)位置可能不同，如圖2甲、乙所示。阻力為物體對(duì)杠桿的拉力，等于物體的重力，但不是體的重力知1－講感悟新知(2)作用在杠桿上的動(dòng)力和阻力是相對(duì)而言的，可根據(jù)人們的需要來確定，動(dòng)力和阻力的方向不一定相反，但動(dòng)力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一定是相反的，如圖2所示。(圖中v

表示力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向)知1－講感悟新知易錯(cuò)提示力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，即力臂是點(diǎn)到線的距離，不是點(diǎn)到點(diǎn)的距離。知1－講感悟新知(3)力臂的三種表示方法(圖3)：感悟新知知1－練[中考·廣安]如圖4所示是人走路的情形，可將人的腳視為一根杠桿。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出動(dòng)力F

的力臂l。例1感悟新知知1－練解題秘方：畫力臂相當(dāng)于數(shù)學(xué)中作“點(diǎn)”到“線”的距離。力臂的畫法步驟如下：步驟方法第一步：確定支點(diǎn)O假設(shè)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿上相對(duì)靜止的點(diǎn)即為支點(diǎn)第二步：確定動(dòng)力、阻力的作用線從動(dòng)力、阻力作用點(diǎn)沿力的方向(或反方向)分別作直線，即為動(dòng)力、阻力的作用線第三步：畫出動(dòng)力臂和阻力臂從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足間的距離為力臂感悟新知知1－練解：如圖4所示。力臂與力的作用線垂直。當(dāng)直角三角板的一直角邊與力的作用線重合時(shí)，過支點(diǎn)的另一直角邊與力臂重合。感悟新知知1－練1.[中考·岳陽]如圖是鍋爐上的安全閥門示意圖，請(qǐng)畫出物體A的重力示意圖及F

的力臂l。解：如圖所示。知識(shí)點(diǎn)杠桿平衡條件知2－講感悟新知21.杠桿平衡當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力作用下靜止時(shí)，我們就說杠桿平衡了。杠桿平衡包含靜止和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)兩種狀態(tài)。知2－講感悟新知2.探究杠桿平衡條件(1)實(shí)驗(yàn)思路①猜想：探究杠桿的平衡條件，就是要找到影響杠桿平衡的各種因素并確定它們之間的關(guān)系。容易想到:杠桿支點(diǎn)兩側(cè)所受的動(dòng)力、阻力，以及動(dòng)力臂、阻力臂都會(huì)影響杠桿的平衡，所以應(yīng)該找出這四個(gè)量之間的關(guān)系。知2－講感悟新知②方案：我們可以先保持杠桿一側(cè)的兩個(gè)量不變，如左側(cè)的阻力和阻力臂，改變另一側(cè)的兩個(gè)量，即右側(cè)的動(dòng)力和動(dòng)力臂。然后再保持右側(cè)的動(dòng)力和動(dòng)力臂不變，改變左側(cè)的阻力和阻力臂。綜合分析后找出動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂這四個(gè)量之間的關(guān)系。知2－講感悟新知(2)實(shí)驗(yàn)過程①首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)。知2－講感悟新知②在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡，如圖6所示，這時(shí)杠桿兩側(cè)受到的作用力等于各自鉤碼所受的重力。作用在杠桿上的動(dòng)力和阻力等于鉤碼所受的重力，但不是鉤碼所受的重力。知2－講感悟新知③設(shè)右側(cè)鉤碼對(duì)杠桿施加的力為動(dòng)力F1，左側(cè)鉤碼對(duì)杠桿施加的力為阻力F2；測(cè)出杠桿平衡時(shí)的動(dòng)力臂l1

和阻力臂l2；把F1、l1、F2、l2

的數(shù)值填入表格中。④保持阻力F2

和阻力臂l2

不變，改變動(dòng)力F1，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力臂l1的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn)，把數(shù)據(jù)填入表格中。⑤保持動(dòng)力F1

和動(dòng)力臂l1

不變，改變阻力F2，相應(yīng)調(diào)節(jié)阻力臂l2

的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn)，把數(shù)據(jù)填入表格中。知2－講感悟新知實(shí)驗(yàn)次序動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm動(dòng)力×動(dòng)力臂(/N·cm)阻力F2/N阻力臂l2/cm阻力×阻力臂/(N·cm)10.530151.0151521.020202.0102031.520303.01030知2－講感悟新知(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂(F1×l1=F2×l2)。知2－講感悟新知思想方法通過類比法了解杠桿的平衡狀態(tài)：當(dāng)物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，處于平衡狀態(tài)。類比物體的平衡狀態(tài)，當(dāng)杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，處于平衡狀態(tài)。知2－講感悟新知概念理解杠桿的平衡狀態(tài):(1)如圖7所示，杠桿不一定在水平位置處于平衡狀態(tài)，傾斜靜止時(shí)杠桿也處于平衡狀態(tài)。(2)當(dāng)杠桿“緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)”時(shí)，可以認(rèn)為杠桿處于平衡狀態(tài)。感悟新知知2－練[中考·貴港]在探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)中。(1)如圖8甲所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)該向_____(

填“左”或“右”

)移動(dòng)右端的平衡螺母。例2右感悟新知知2－練解題秘方：試題屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題，可利用所學(xué)的知識(shí)和規(guī)律，對(duì)號(hào)入座，直接解答。解析：如圖甲，杠桿的右端上翹，可以將左端或右端的平衡螺母向翹起端移動(dòng)。感悟新知知2－練(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)只有10個(gè)相同的鉤碼，杠桿上每格等距，當(dāng)在A

點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼時(shí)，如圖乙所示，怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡：①___________________________；②

_____________________。(請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)兩種方案)在G

處掛2個(gè)鉤碼在E處掛3個(gè)鉤碼感悟新知知2－練解析：設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿上每格長(zhǎng)度為l，杠桿在水平位置平衡時(shí)：左邊有3G×4l=12Gl，右邊有2G×6l=3G×4l=4G×3l=6G×2l=12Gl，可見可以在G

處掛2個(gè)鉤碼，或在E處掛3個(gè)鉤碼，或在D處掛4個(gè)鉤碼，或在C

處掛6個(gè)鉤碼。感悟新知知2－練(3)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，可得出結(jié)論：杠桿平衡條件是___________________________。動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂解析：經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究得出杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。感悟新知知2－練2.在探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，所用的器材有：每格長(zhǎng)度相等的杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線、重力為0.5N的鉤碼若干個(gè)。(1)如圖甲所示，杠桿處于平衡狀態(tài)。若從杠桿的兩側(cè)同時(shí)減掉一個(gè)鉤碼，那么杠桿的_______(填“左”或“右”)端下沉。右感悟新知知2－練(2)在圖乙中，將彈簧測(cè)力計(jì)由豎直方向旋轉(zhuǎn)至沿虛線方向，如果要繼續(xù)保持杠桿在水平方向平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)要______

(填“變小”“不變”或“變大”

)。變大知識(shí)點(diǎn)生活中的杠桿知3－講感悟新知31.探究杠桿的省力情況知3－講感悟新知2.三類杠桿的比較省力杠桿等臂杠桿費(fèi)力杠桿示意力臂關(guān)系l1>l2l1=l2l1<l2力的關(guān)系F1<F2F1=F2F1>F2特點(diǎn)省力但費(fèi)距離不省力也不費(fèi)力，不省距離也不費(fèi)距離費(fèi)力但省距離應(yīng)用鋼絲鉗天平鑷子知3－講感悟新知思路點(diǎn)撥判斷杠桿種類的思路：(1)構(gòu)建杠桿模型：確定杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。(2)比較力臂大小：比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小。(3)判斷杠桿種類：利用杠桿平衡條件，判斷杠桿種類。知3－講感悟新知發(fā)散結(jié)果有些杠桿由于使用方法不同，有時(shí)會(huì)省力，有時(shí)會(huì)費(fèi)力，如使用圖9所示的剪刀，若動(dòng)力F1的作用點(diǎn)位置不變，被剪的物體置于a

處時(shí)，剪刀是省力杠桿，被剪的物體置于b

處時(shí)，剪刀是費(fèi)力杠桿。發(fā)散思考省力杠桿和費(fèi)力杠桿，在使用過程中會(huì)不會(huì)發(fā)生角色的轉(zhuǎn)換？感悟新知知3－練[母題中考·棗莊節(jié)選]壯麗輝煌的咸陽宮曾巍然矗立于八百里秦川，司馬遷在《史記》中有關(guān)于這座宮殿的描述。如圖10是我們的祖先在建造宮殿時(shí)搬動(dòng)巨大木料的勞動(dòng)情境示意圖，他們通過橫桿、支架、石塊等，將巨木的一端抬起，墊上圓木，以便將其移到其他地方，請(qǐng)分析：例3感悟新知知3－練解題秘方：判斷杠桿類型的兩種方法：(1)根據(jù)動(dòng)力臂l1和阻力臂l2

的長(zhǎng)短關(guān)系判斷；(2)根據(jù)應(yīng)用目的和效果判斷：省力杠桿一般在阻力大的情況下使用，費(fèi)力杠桿一般在阻力小的情況下為了省距離而使用。感悟新知知3－練(1)支架下端墊有底面積較大的石塊，其目的是______壓強(qiáng)。解析：支架下端墊有底面積較大的石塊，是為了在壓力相同的情況下，通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)。減小感悟新知知3－練(2)支架上的橫桿其實(shí)是______(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)

杠桿。解析：方法一：使用時(shí)，支架上橫桿的動(dòng)力臂大于阻力臂(如圖11所示)，支架上的橫桿相當(dāng)于省力杠桿；方法二：巨木