第九章機(jī)械與人第一節(jié)

1、八年級(jí)物理學(xué)案：杠桿的平衡條件2011、4主備人：尹貽鋒 參與人：路克芳 焦廣安 李玉玲 使用人：備注學(xué)習(xí)任務(wù)： 1、通過(guò)觀察生活和生產(chǎn)勞動(dòng)中的各種杠桿提取出共同的特征，并能在杠桿上確認(rèn)動(dòng)力、阻力、支點(diǎn)、動(dòng)力臂、阻力臂的位置。 2、能根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)杠桿使用、特點(diǎn)以及作用效果等進(jìn)行分類(lèi)。重難點(diǎn)點(diǎn)撥 1、能在杠桿上確認(rèn)動(dòng)力、阻力、支點(diǎn)、動(dòng)力臂、阻力臂的位置。 2、能根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)杠桿使用、特點(diǎn)，以及作用效果等進(jìn)行分類(lèi)。 3、能通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)，得出杠桿平衡的條件。 4、了解我國(guó)古代勞動(dòng)人民對(duì)杠桿的研究和應(yīng)用。自主預(yù)習(xí)1、 杠桿：在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)_的_，物理學(xué)中叫做杠桿 注：一根硬棒

2、能成為杠桿，不僅要有力的作用，而且必修能繞某固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，缺少任何一條件，硬棒就不能成為杠桿.實(shí)例說(shuō)明：汽水瓶起子在沒(méi)有使用時(shí)，就不能稱(chēng)為杠桿，杠桿是由硬棒和支點(diǎn)組成的。棒可以是直的，也可以是彎的，但必修是硬的，支點(diǎn)可以在棒的一端，也可以在棒上其他位置。 2、杠桿的要素 （1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的_點(diǎn)，用“O”表示。（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“F1”表示(3)阻力：_杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“F2”表示。注意：不論動(dòng)力和阻力，杠桿都是受力物體，作用于杠桿的物體都是受力物體。（4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用“L1”表示。（5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用“L2”表示。注意：在研究杠桿

3、時(shí)，力臂是個(gè)關(guān)鍵性的概念：它是指支點(diǎn)到力的_的垂直_，千萬(wàn)不能理解為支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的長(zhǎng)度；力臂不一定在杠桿上。3、力臂的畫(huà)法 要正確畫(huà)出杠桿上各力的力臂，首先要明確力臂的概念-力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，是解決杠桿問(wèn)題的關(guān)鍵。再按下述步驟完成即可。（1）首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)O。（2）畫(huà)好動(dòng)力作用線及阻力作用線。畫(huà)的時(shí)候要用虛線將力的作用延長(zhǎng)。（3）再?gòu)闹c(diǎn)O向力的作用線引垂線，畫(huà)出垂足，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，力臂用虛線或?qū)嵕€表示并用大括號(hào)勾出，在旁邊表上字母L1或L2，分別表示動(dòng)力臂或阻力臂。4、杠桿平衡的條件 合作探究：首先要明確什么是杠桿的平衡，杠桿平衡是指在動(dòng)

4、力和阻力作用下，杠桿保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。 提出問(wèn)題：杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂和阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系呢？猜想和假說(shuō)：動(dòng)力只有等于阻力時(shí)杠桿才能保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，即平衡狀態(tài)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）觀察一下用桿秤稱(chēng)菜時(shí)的情形，考慮菜重與秤砣重的關(guān)系。 （2）用一把扳手去松動(dòng)一下自行車(chē)上的螺母，再擰緊。操作時(shí)改變手在扳手手柄上的位置，說(shuō)說(shuō)自己的感受如何。（3）將一根筷子用細(xì)線從中間系好吊起來(lái)，調(diào)節(jié)兩側(cè)的長(zhǎng)度使其水平靜止：再找?guī)讉€(gè)螺母穿在兩側(cè)的筷子上，寫(xiě)下你觀察到的結(jié)果，是不是只有兩邊的個(gè)數(shù)相同筷子才平衡。 說(shuō)明：（1）、當(dāng)杠桿滿足：動(dòng)力*動(dòng)力臂=阻力*阻力臂，杠桿就會(huì)處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)

5、，此時(shí)杠桿式平衡的。上面的式子寫(xiě)成公式：F1L!=F2L2，此時(shí)稱(chēng)為杠桿的平衡原理，它也是由阿基米德最先發(fā)現(xiàn)的。 （2）、由杠桿的平衡原理可以看出，F(xiàn)1=F2L2/L1，當(dāng)L1>L2時(shí)，F(xiàn)1<F2，即在力臂較長(zhǎng)的一端施加一個(gè)較小的力，就可以在另一端獲得一個(gè)較大的力。5、杠桿的分類(lèi)（1）動(dòng)力臂_于阻力臂的杠桿，即省力杠桿。如手推車(chē)、瓶蓋起子等。（2）動(dòng)力臂_于阻力臂的杠桿，即費(fèi)力杠桿?？p紉機(jī)腳踏板、理發(fā)的剪刀等。（3）動(dòng)力臂_于阻力臂的杠桿，即等臂杠桿。例如：天平。注意：省力杠桿，省力但費(fèi)距離；費(fèi)力杠桿，費(fèi)力但省距離；省力又省距離的杠桿是沒(méi)有的。知識(shí)小結(jié) 1、在 的作用下，能繞某一

6、轉(zhuǎn)動(dòng)的 ，物理學(xué)中叫做杠桿。在日常生產(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)中，有許多應(yīng)用杠桿的實(shí)例： 、 、 。2、與杠桿相關(guān)的概念有許多，其中，杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)叫做 ；阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做 ；使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做 ；從 到 的距離叫做 ；從 到 的距離叫 。3、杠桿平衡原理可以表述為： ；杠桿平衡原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以寫(xiě)成 或 。4、應(yīng)用杠桿原理的事例很多。從的說(shuō)來(lái)，杠桿可以分為三類(lèi)，即 杠桿 杠桿和 杠桿。例如：天平是 ；理發(fā)剪是 ；羊角錘是 。典型例題 重難點(diǎn)演練1、兩個(gè)力作用在杠桿的兩端，使杠桿達(dá)到平衡，正確的關(guān)系是（ ） A、這兩個(gè)力大小一定相等B、這兩個(gè)力對(duì)支點(diǎn)的力臂一定相等C、力臂較大的那個(gè)力較大D、兩

7、個(gè)力和力臂的乘積一定相等2、用剪刀剪東西時(shí)，如果用剪刀的尖部去剪就不易剪斷，而改用剪刀的中部去剪就容易些，這是因?yàn)?（ ）A、增大了動(dòng)力 B、減小了阻力C、減小了阻力臂 D、增大了動(dòng)力臂3、筷子是中國(guó)和其他部分亞洲國(guó)家特有的用餐工具，一般使用筷子的方法，則筷子是（ ）A、費(fèi)力杠桿，但省距離B、省力杠桿，且省距離C、省力杠桿，但費(fèi)距離D、等臂杠桿，即不省力也不費(fèi)力能力提高4、人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，但基本的運(yùn)動(dòng)形式是，骨骼在肌肉提供的動(dòng)力作用下繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相當(dāng)于杠桿，肱二頭肌收縮提供動(dòng)力。這是一是（ ） A、費(fèi)力、省距離杠桿 B、省力、費(fèi)距離的杠桿C、即費(fèi)力，也費(fèi)距離的杠桿 D、既省力，也省距離的杠桿5、用扳手?jǐn)Q生銹的螺母時(shí)，工人師傅常在扳手上再套一節(jié)管子。這樣就比較容易地?cái)Q下螺母，這是因?yàn)?（ ）A、套上的管子較重，可以省些力B、套上的管子較粗，使用比較方便C、套上管子后可以用較大的力D、套上管子后增大了力臂9、趣味在線 阿基米德發(fā)現(xiàn)杠桿原理 人們從遠(yuǎn)古時(shí)代起就懂得巧妙的利用杠桿。在埃及造金字塔的時(shí)候，奴隸們就利用杠桿把沉重的石頭撬起；造船工人用杠桿架設(shè)桅桿；杠桿為什么如此妙用呢？當(dāng)時(shí)，有人認(rèn)為這是“魔性”。阿基米德卻不相信這一點(diǎn)，他堅(jiān)