2025年春新滬科版物理八年級下冊課件 第十一章 簡單機(jī)械 第一節(jié) 探究-杠桿的平衡條件

第十一章簡單機(jī)械第一節(jié)探究：杠桿的平衡條件八下物理HK1.能完成“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)，能猜想杠桿平衡條件，并能通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想．2.知道杠桿是一種模型，能準(zhǔn)確找出杠桿的五要素．3.能分析生產(chǎn)生活中不同類別的杠桿，并能根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的杠桿．4.能體會我國古代在杠桿使用方面的智慧．1.現(xiàn)象探究：什么是杠桿實(shí)例_____________________________________________________________________________________________________________________現(xiàn)象分析用力向下壓撬棒，可以把較重的石頭撬起壓蹺蹺板時，兩邊的小孩可以交替起落用力向下壓抽水機(jī)的手柄，可以將抽水機(jī)的活塞提起，并抽出水來共同特點(diǎn)（1）撬棒、蹺蹺板和抽水機(jī)的手柄都是“硬棒”；（2）使用時它們都在力的作用下繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動探究歸納在物理學(xué)中，這種在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒就稱為杠桿.

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.特別提醒一根硬棒成為杠桿的條件（1）硬的,受力不易發(fā)生明顯形變.（2）要有力的作用.例如，撬棒在沒有使用的時候只是一根硬棒，而不是一個杠桿.（3）能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動.杠桿在力的作用下,是繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的,不是整體向某個方向運(yùn)動（如平動）的.2.杠桿的五要素通過如圖所示的杠桿，我們來認(rèn)識杠桿中幾個關(guān)鍵概念的名稱和含義：支點(diǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)，用“

”表示動力使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“

”表示阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“

”表示動力臂動力的力臂，是從支點(diǎn)到動力作用線的距離，用“

”表示阻力臂阻力的力臂，是從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用“

”表示3.對杠桿五要素的理解典例1

關(guān)于杠桿的五個要素,下列說法中正確的是(

)

DA.力臂一定在杠桿上B.作用在杠桿上的動力、阻力的方向一定相反C.力臂是從支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離D.力的作用線通過支點(diǎn)時其力臂為零[解析]

力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離,不一定在杠桿上,A、C錯誤；作用在杠桿上的動力和阻力的方向不一定相反，也可能相同,B錯誤．4.杠桿作圖（1）力臂常見的三種表示方法，如圖所示.（2）力臂的畫法步驟畫法圖示第一步：確定支點(diǎn)

假設(shè)杠桿轉(zhuǎn)動，杠桿上相對靜止的點(diǎn)即支點(diǎn)____________________________________________________________步驟畫法圖示第二步：確定動力和阻力的作用線從動力、阻力的作用點(diǎn)沿力的方向（或反方向）分別作直線，即動力、阻力的作用線_______________________________________________________________步驟畫法圖示第三步：畫出動力臂和阻力臂，并標(biāo)注從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，畫出垂足，則從支點(diǎn)到垂足的距離為力臂________________________________________________________________（3）畫杠桿的力臂時應(yīng)注意的事項(xiàng)①力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，用從支點(diǎn)到力的作用線的垂線段來表示，不能把從支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離作為力臂.因此，在畫力臂時不能出現(xiàn)如圖所示的錯誤.②當(dāng)表示力的線段比較短,過支點(diǎn)無法直接作出垂直于表示力的線段的垂線段時，可將表示力的線段延長.延長的部分用虛線表示，相當(dāng)于數(shù)學(xué)作圖中的輔助線，如圖所示.（4）已知力臂畫力步驟畫法圖示第一步:確定力的作用線根據(jù)力的作用線必經(jīng)過力臂的末端點(diǎn)（支點(diǎn)

是力臂的起始點(diǎn)）且與力臂垂直,畫一條經(jīng)過力臂末端點(diǎn)且垂直于力臂的直線,即力的作用線______________________________________步驟畫法圖示第二步：確定力的作用點(diǎn)力必然作用在杠桿上,則力作用線與杠桿的交點(diǎn)就是力的作用點(diǎn)____________________________________步驟畫法圖示第三步：畫出力的方向，并標(biāo)注動力與阻力使杠桿轉(zhuǎn)動方向相反,該杠桿動力

使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動,則阻力

應(yīng)使杠桿順時針轉(zhuǎn)動,即

的方向向下________________________________

[答案]

如圖所示.

特別提醒（1）畫動力或阻力的示意圖時，力的作用點(diǎn)應(yīng)畫在杠桿上.（2）動力和阻力大小不同時，表示力的線段長度應(yīng)有區(qū)別.（3）力臂用虛線加大括號或帶有箭頭的實(shí)線表示均可.（4）一定要標(biāo)上垂直符號表示力臂與力的作用線的垂直關(guān)系..

.1.杠桿的平衡狀態(tài)：靜止或勻速轉(zhuǎn)動.為了便于研究問題，在研究杠桿平衡條件時，選擇了杠桿平衡狀態(tài)中的靜止?fàn)顟B(tài).2.探究杠桿的平衡條件提出問題我們玩的蹺蹺板是一種杠桿.在蹺蹺板不平衡時，我們有哪些辦法使它平衡呢？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)系呢?猜想A.動力動力臂阻力

阻力臂B.動力-動力臂

阻力-阻力臂C.

D.動力×動力臂

阻力×阻力臂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為了研究方便，我們選擇如圖所示的裝置，通過改變支點(diǎn)兩側(cè)懸掛鉤碼的個數(shù)和懸掛位置，探究杠桿平衡時動力、動力臂和阻力、阻力臂之間的關(guān)系________________________________________________________________________________實(shí)驗(yàn)步驟（1）調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿不掛鉤碼（為杠桿提供動力和阻力）時在水平位置保持平衡.（2）在支點(diǎn)兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的懸掛位置，使杠桿仍在水平位置平衡，這時杠桿兩側(cè)受到的作用力都等于各自鉤碼所受的重力.實(shí)驗(yàn)步驟（3）設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施加的力為動力

，左側(cè)鉤碼對杠桿施加的力為阻力

，讀出杠桿平衡時的動力臂和阻力臂，把、、、

的數(shù)值填入表格中.實(shí)驗(yàn)步驟（4）改變懸掛的鉤碼個數(shù)（動力、阻力

），移動其懸掛的位置，使杠桿仍在水平位置平衡，再做幾次實(shí)驗(yàn)（尋找普遍規(guī)律，避免偶然性）并將數(shù)據(jù)填入表格中________________________________________________________________________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，每次杠桿平衡時，動力與動力臂的乘積總等于阻力與阻力臂的乘積，即動力×動力臂阻力

阻力臂，用公式表示為

反思交流（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的原因：動力臂和阻力臂與杠桿重合,可直接在杠桿尺上讀出力臂大小.若杠桿最初不在水平位置平衡,調(diào)節(jié)杠桿每次都在同一位置平衡進(jìn)行實(shí)驗(yàn),也能得出結(jié)論,但此時杠桿是傾斜的,力臂的測量會非常困難.（2）在實(shí)驗(yàn)過程中使杠桿再次水平平衡，不能通過調(diào)節(jié)平衡螺母實(shí)現(xiàn)，應(yīng)通過調(diào)節(jié)鉤碼的數(shù)量和移動鉤碼懸掛的位置實(shí)現(xiàn).

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.實(shí)驗(yàn)拓展1.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：用彈簧測力計(jì)（1）優(yōu)點(diǎn)：將杠桿一側(cè)的鉤碼換為用彈簧測力計(jì)豎直向下拉，可方便調(diào)整和重復(fù)實(shí)驗(yàn)，且能準(zhǔn)確測量力的大小.

典例3

小明同學(xué)在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：（1）實(shí)驗(yàn)前先調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在______位置平衡.若出現(xiàn)如圖所示情況，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向____（選填“左”或“右”）調(diào).水平左（2）下表是小明在實(shí)驗(yàn)中記錄的杠桿平衡部分?jǐn)?shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)次數(shù)

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1023102153215310432023052303☆

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類型省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿示意圖___________________________________________________________________________________________________________________________力臂大小關(guān)系

類型省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿力的大小關(guān)系

特點(diǎn)省力但費(fèi)距離省距離但費(fèi)力既不省力，又不省距離類型省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿應(yīng)用撬棒、羊角錘、鋼絲鉗、花枝剪刀等理發(fā)剪刀、釣魚竿、鑷子、筷子等托盤天平、蹺蹺板等2.判斷杠桿種類的方法（1）通過比較動力臂和阻力臂的大小關(guān)系來判斷.為了方便比較動力臂和阻力臂的大小，最好畫出杠桿的示意圖，在圖上找到支點(diǎn)、動力、阻力，畫出動力臂和阻力臂進(jìn)行比較.（2）通過比較杠桿是否省距離來判斷.對于一些復(fù)雜的杠桿不容易找到支點(diǎn)，故不能畫出動力臂和阻力臂進(jìn)行比較，此時我們可以比較杠桿是否省距離.特別提醒從應(yīng)用目的判斷杠桿種類省力杠桿與費(fèi)力杠桿的應(yīng)用不同.省力杠桿一般在阻力很大的情況下使用，達(dá)到省力的目的；費(fèi)力杠桿一般在阻力不大的情況下使用，是為了省距離，使用起來方便.教材深挖人體中的“杠桿”人體中存在各種杠桿，比如肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)等.人體中