粵滬版八年級物理下冊 （探究杠桿的平衡條件）力和機械新課件(第1課時)

第六章力和機械探究杠桿的平衡條件第1課時滬粵版物理八年級下冊

1．知道什么是杠桿，能根據(jù)實物畫出杠桿示意圖。2．知道杠桿的平衡條件，會利用杠桿平衡條件解決一些簡單的問題。學習目標埃及金字塔是世界七大奇跡之一。其中法老胡夫的陵墓最大，建于公元前二十七世紀，高146.5米，相當于40層樓高，由230萬塊重約2.5噸的大石塊疊成，最大的一塊重約16噸，全部工程歷時30余年。古埃及人用什么工具創(chuàng)造了這一奇跡？導入新知你知道這些工具是利用了什么原理嗎？下面我們就來學習它？1知識點杠桿及其五要素人們生產(chǎn)、生活中用到了下列的工具合作探究今天我們用塔吊建成現(xiàn)代化城市！這些工具具有什么共同特征呢？

注意：硬棒可以是直,也可以是彎曲的,即杠

桿可以是各種各樣的形狀。物理學中,把能繞某一固定點轉(zhuǎn)動的硬棒,叫做杠桿。蹺蹺板及上面列舉的生產(chǎn)工具都是杠桿。1.受力的作用2.繞固定點轉(zhuǎn)動3.比較堅硬共同特征杠桿的概念定義F2阻力L1動力臂L2阻力臂動力作用線阻力作用線O支點杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點使杠桿轉(zhuǎn)動的力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力支點到動力作用線的距離支點到阻力作用線的距離F1動力杠桿的五要素:

一“點”——支點O（一定在杠桿上）動力F1

二“力”——

相對的阻力F2

動力臂L1

三“臂”——

阻力臂L2杠桿五要素畫杠桿力臂的方法①找點（確定支點）；②畫線（畫力的作用線，一般畫為虛線）；③作垂線段（從支點向力的作用線作垂線，垂足在力的作用線上，一般畫為虛線）；④標力臂（標垂足---直角符號、標力臂---支

點到垂足的距離）。2.

杠桿是否都是直的？1.力臂是一定在杠桿上嗎？3.

若一力作用在杠桿上，作用點不變，但

作用方向改變，力臂是否改變？答：不是。答：杠桿可以是直的，也可以是彎的。答：要改變。注意：【例1】如圖為一工人用一撬棒撬起一石頭，如果他用一向下的力，則點

是支點，如他用一向上的力，則點

是支點。(均填“A”“B”或“C”)BC【導引】如圖并結(jié)合生活經(jīng)驗可知，當在A點用向下的力撬大石頭時，杠桿圍繞B點轉(zhuǎn)動，則B點是支點；當在A點用向上的力撬大石頭時，杠桿圍繞C點轉(zhuǎn)動，則C點是支點。如何找到杠桿的支點假定杠桿轉(zhuǎn)動起來后，杠桿上不動的那一點即為支點。新知小結(jié)下列關于杠桿的說法中，錯誤的是(

)A．杠桿可以是直的，也可以是彎的B．動力使杠桿轉(zhuǎn)動，阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動C．支點可能在杠桿的端點，也可能在杠桿中間D．杠桿的長度等于動力臂和阻力臂之和1D關于力臂，下列說法正確的是(

)A．力臂一定在杠桿上B．力的作用線通過支點時，力臂為零C．從支點到力的距離叫力臂D．杠桿越長，力臂越長2B2知識點杠桿的平衡條件什么是杠桿的平衡？當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，或作緩慢地勻速轉(zhuǎn)動時，我們說杠桿平衡了。買菜唉！怎樣才使它平衡讓我們從蹺蹺板開始進行探究。合作探究蹺蹺板的簡化裝置：為了便于探究蹺蹺板怎樣才能平衡，可以對它進行簡化。

用帶有等分刻度的均質(zhì)木尺代替蹺蹺板，用鉤碼代替人。活動：探究杠桿的平衡條件F1F2oL1L2作出杠桿的五要素1.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系？2.猜想與假設：假設一：F1+L1=F2+L2假設二：F1–L1=F2–L2假設三：F1/L1=F2/L2假設四：F1

·

L1=F2

·

L2AB3.制定計劃與設計實驗器材:杠桿、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺測量的物理量:力的大小力臂的長度(2)A、B兩圖中的杠桿處于靜止狀態(tài)，

實驗時采用哪幅圖？為什么？采用A圖。實驗時，使杠桿在水平位置平衡，便于在杠桿上直接讀出或量出力臂的大小。(1)杠桿兩端裝置兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起

什么作用?調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡。實驗步驟：1.調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡。2.在杠桿的左側(cè)一個位置掛上適量的鉤碼，記錄

此位置，同時在右側(cè)掛上適量的鉤碼，移動此

鉤碼的位置使杠桿在水平位置平衡，記錄此

位置。3.改變鉤碼數(shù)量或位置，重復上面的步驟，得出

三組數(shù)據(jù)。1.在實驗前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠

桿在水平位置平衡。2.掛鉤碼后，不能再移動平衡螺母，只能通過移動

鉤碼的位置使杠桿平衡。3.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4.進行實驗與收集數(shù)據(jù)請同學們開始做實驗實驗次數(shù)F1/NL1/mF2/NL2/m1

2

3

20.1530.10

50.08100.04100.0550.10實驗數(shù)據(jù)記錄動力×動力臂＝阻力×阻力臂5.分析論證、得出結(jié)論F1·L1=F2·L2或杠桿的平衡條件：總之，杠桿的平衡條件是F1·L1=F2·L2交流與合作你的實驗結(jié)論與你的假設一致嗎?你的結(jié)論是什么?【例2】

在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，把杠桿的中點支在支架上，杠桿靜止在圖甲所示的位置。（1）杠桿的位置如圖甲所示，此時應調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使其向

(填“左”或“右”)移動，使杠桿在水平位置平衡，實驗時施加的動力和阻力的方向都是豎直方向，這樣做的好處是

。（2）某同學做了圖乙一次實驗后就得出了“動力×動力臂=阻力×阻力臂”的結(jié)論，小明同學認為他的做法不合理，理由是

。（3）如果再在圖乙杠桿左右兩側(cè)各加掛一個鉤碼，杠桿的

端會下降。（4）利用如圖丙所示裝置進行實驗，每個鉤碼重0.5N，杠桿平衡時彈簧測力計的讀數(shù)應為

N。如果保持彈簧測力計拉力作用點的位置不變，把彈簧測力計沿虛線方向拉，為了保證杠桿在水平位置平衡，其示數(shù)將

(填“變大”“不變”或“變小”)。左方便測量力臂一次實驗得出的結(jié)論具有偶然性左2.25變大【導引】（1）杠桿右端下沉，為了使它在水平位置平衡，應將杠桿兩端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)；實驗前先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，施加的動力和阻力的方向都是豎直方向，是為了便于測量力臂的長度。（2）根據(jù)一次實驗得出杠桿平衡的條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂。這種結(jié)論具有偶然性，不合理。要進行多次實驗，總結(jié)杠桿平衡條件。（3）如果再在圖乙杠桿左右兩側(cè)各加掛一個鉤碼，3G×3L＞4G×2L，所以杠桿左端下沉。（4）設一格的長度為L，杠桿在水平位置平衡，則力F2的方向豎直向下，由F1L1=F2L2得，0.5N×3×3L=F2×2L，解得，F(xiàn)2=2.25N；從丙圖中可以看出，彈簧測力計沿虛線方向拉，力臂將減小，為了保證杠桿在水平位置平衡，則作用力將變大?！敬鸢浮?（1）左；方便測量力臂（2）一次實驗得出的結(jié)論具有偶然性（3）左（4）2.25；變大利用杠桿的平衡條件公式時，動力和阻力的單位要統(tǒng)一為力的單位“N”，動力臂和阻力臂的單位要統(tǒng)一，但不一定是“m”，其他長度單位統(tǒng)一也可以。新知小結(jié)1杠桿是否平衡，決定于(

)A．動力與阻力的大小B．動力臂與阻力臂的長短C．動力與動力臂乘積和阻力與阻力臂乘積的

大小D．以上都不對C2【中考·天津】如圖所示，在處于水平平衡的杠桿A點，掛上4個鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量為50g，g取10N/kg)，若使杠桿在水平位置保持平衡，作用在杠桿B點的力最小為(

)A．15NB．6NC．3ND．1.5ND1知識小結(jié)杠桿平衡條件概念畫杠桿力臂的方法歸納新知1.動力方向和阻力方向之間的關系：(1)若支點在杠桿的中間，兩力方向基本相同；若支點

在杠桿的一端，兩力方向應該相反；(2)動力和阻力中，一個力使杠桿順時針轉(zhuǎn)動，則另一

個力使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動。2.畫力臂的順口溜：一定點，二畫線(力的作用線)，

三作垂線段。如圖為用瓶起開啟瓶蓋的情景，請在圖中畫出該瓶起使用時動力臂、阻力、阻力臂。2易錯小結(jié)易錯點：弄錯支點位置1.如圖所示，F(xiàn)1是作用在抽水機手柄A點的動力，O為支點，請在圖中畫出F1的力臂L1，并標出阻力F2。易錯點：弄錯阻力方向2.畫出圖中各力的力臂。1課堂練習解：由題圖可知，力F為動力，車斗和泥土的總重力為阻力，L1＝1.5m，L2＝0.3m。由杠桿平衡條件得，G×L2＝F×L1，則F＝

＝200N。工人用一輛獨輪車搬運泥土。設車斗和泥土的總重力G=1000N，獨輪車各部分如圖所示，那么，工人運泥土時抬起獨輪車需要用的力F是多少？2【中考·河南】如圖所示，小華用蘋果和橘子來玩蹺蹺板。她將蘋果、橘子分別放在輕桿的左、右兩端，放手后，桿馬上轉(zhuǎn)動起來。使桿逆時針轉(zhuǎn)動的力是(

)A．蘋果的重力B．橘子的重力C．桿對橘子的支持力D．蘋果對桿的壓力3D4杠桿在我國古代就有許多巧妙的應用，護城河上安裝的吊橋就是一個杠桿，如圖所示，它的支點是________點，動力作用點是______點，阻力是吊橋的________。BA重力【中考·聊城】如圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖，若旅行箱內(nèi)裝滿物體且質(zhì)量分布均勻，其總重為210N，輕質(zhì)拉桿拉出的長度是箱體長度的二分之一，要使旅行箱和拉桿構成的杠桿水平平衡，則豎直向上的拉力F為________N。5701.過去農(nóng)村用的舂米工具是一個杠桿，如圖所示是它的結(jié)構示意圖。O為固定點，A端連接著石球，腳踏B端可以使石球升高；抬起腳，石球會落下?lián)舸虻竟?。若石球?0N，要將石球抬起，腳至少用多大豎直向下的力？(摩擦和杠桿自重均忽略不計)課后練習解：由F1L1＝F2L2得：F1×1m＝50N×0.4m，解得F1＝20N。方法規(guī)律：利用公式法解答。2.【中考·龍東】如圖所示的杠桿(自重和摩擦不計)，O為支點，A處掛一重為100N的物體，為保證杠桿在水平方向平衡，在中點B處沿________(填“F1”“F2”或“F3”)方向施加一個最小的力為________N。F2200點撥：動力要最小，動力臂要最長，如圖所示，力F2垂直于杠桿向上，動力臂最長，為OB。此時有F2×OB＝G×OA，則F2＝G×＝100N×＝200N。3.【中考·宿遷】如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，作出所掛重物重力的示意圖和在杠桿上A點所加最小作用力F的示意圖。點撥：動力F最小時，其力臂最長，則OA為力臂最長；力和力臂是垂直關系，故在A點作OA的垂線，方向向上，即為最小動力F。重物受到的重力的方向是豎直向下的，如圖所示。4.【中考·自貢】如圖所示的杠桿正處于水平平衡，若在杠桿兩邊的鉤碼下再掛一個鉤碼(鉤碼的質(zhì)量都相同)，杠桿將(

)A．還繼續(xù)處于水平平衡B．右端上升，左端下降C．右端下降，左端上升D．無法確定杠桿的運動狀態(tài)C點撥：原來杠桿處于平衡狀態(tài)，在杠桿兩邊加上相同的鉤碼后，杠桿是否平衡應由增加的力和力臂的乘積來判定。設每個鉤碼的質(zhì)量為m，左側(cè)力臂為L左，由杠桿的平衡條件可得：3mgL左＝2mgL右，解得：L右＝

L左；兩端各增加一個鉤碼后，左端力和力臂的乘積為4mgL左，右端力和力臂的乘積為3mg×L左＝4.5mgL左，則右端力和力臂的乘積大，所以杠桿右端下降，左端上升，故A、B、D錯誤，C正確。故選C。5.【中考·棗莊】如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離，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C方法規(guī)律：運用特殊值法解答。開始杠桿平衡，設有1N×3cm＝3N×1cm；再設A和B同時向支點靠近1cm，則左邊為1N×2cm＝2N·cm，右邊為3N×0cm＝0N·cm，2N·cm>0N·cm，故杠桿左端下沉。6.【中考·玉林】如圖所示，重力為G的均勻木棒豎直懸于O點，在其下端施一始終垂直于棒的拉力F，讓棒緩慢轉(zhuǎn)到圖中虛線所示位置。在轉(zhuǎn)動的過程中(

)A．動力臂逐漸變大B．阻力臂逐漸變大C．動力F保持不變D．動力F逐漸變小B點撥：由題圖可知，木棒是一個杠桿，力F是動力，力F始終垂直于木棒，則木棒的長度是動力臂，木棒長度保持不變，動力臂保持不變，故A錯誤；木棒的重力是阻力，阻力大小不變，木棒在豎直位置時，重力的力臂為0，轉(zhuǎn)過θ角后，重力力臂(阻力臂)逐漸變大，故B正確；已知G、L保持不變，LG逐漸變大，由杠桿平衡條件GLG＝FL可知，動力F逐漸變大，故C、D錯誤。7.

【中考·安徽】如圖所示，AB為能繞B點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿，中點C處用細線懸掛一重物，在A端施加一個豎直向上大小為10N的拉力F，使杠桿在水平位置保持平衡，則重物G＝__________N。若保持拉力方向不變，將A端緩慢向上提升一小段距離，在提升的過程中，拉力F將__________(填“增大”“不變”或“減小”)。20不變點撥：如圖甲所示，杠桿在水平位置，LBA＝2LBC；又杠桿平衡，則FLBA＝GLBC，即G＝＝2×10N＝20N。杠桿被拉起后，如圖乙所示，BA′為動力臂，BC′為阻力臂，阻力不變?yōu)镚，由△BC′D∽△BA′D′知BC′∶BA′＝BD∶BD′＝1∶2；又杠桿平衡，則F′LBA′＝GLBC′，即F′＝

×20N＝10N；由此可知在杠桿勻速提升的過程中，力F的大小不變。滬粵版物理八年級下冊第六章力和機械探究杠桿的平衡條件第2課時

你能說出“小小秤砣壓千斤”的道理嗎?你知道擰松生銹的螺帽要用一段水管套在板手柄上的道理嗎?理發(fā)剪刀和鐵匠用的剪刀有何區(qū)別?導入新知1知識點杠桿的分類F1F2動力臂l1阻力臂l2O省力杠桿由F1l1=F2l2∵l1>l2∴F1<F2這是省力杠桿合作探究hS=4hhS=4hhS=4hhS=4hhS=4hhS=4hhS=4hhS=4hhS=4hOF2F1ABF2F1A’B’可見，省力杠桿雖然省力，但費了距離省力杠桿的特點F2F1動力臂l1阻力臂l2O費力杠桿由F1l1=F2l2,∵l1<

l2,∴F1>F2,這是費力杠桿F2F1hS=4hA’B’ABF2F1OhS=4hhS=4hhS=4hhS=4hhS=4h可見，費力杠桿雖然費了力，但可以省距離費力杠桿的特點F2F1動力臂l1阻力臂l2O等臂杠桿的特點由F1l1=F2l2∵l1=

l2∴F1=

F2這是等臂杠桿等臂杠桿不省力，也不省距離B【例1】使用杠桿為我們的生活帶來方便，下列杠桿的使用能夠省距離的是()【導引】開瓶器在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費距離；鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，但省距離；鉗子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費距離；自行車手閘在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費距離。新知小結(jié)關于費力杠桿，下列說法正確的是(

)A．費力杠桿的動力臂大于阻力臂B．費力杠桿不能省距離C．費力杠桿會費力，因此沒有用處D．費力杠桿可以省距離1D鞏固新知【中考·泰安】如圖所示的四種用具中，正常使用時屬于省力杠桿的是(

)2B2知識點杠桿的應用等臂杠桿費力杠桿生活中的杠桿合作探究費力杠桿省力杠桿費力杠桿思維拓展畫出圖中作用在A點最小的力的方向。

FAB杠桿“最小力”的作法①使用杠桿時，要使動力最小，必須動力臂最長。②最長力臂的確定：A.把支點和力的作用點相連作為最長

力臂；B.在滾動圓柱體時，把支點和圓心相連構成的直

徑作為最長力臂；C.對于長方體來說，對角線為最長力

臂?！纠?】如圖所示，形狀規(guī)則、密度均勻的木板AB放在水平桌面上，OA=2OB。當B端掛30N的重物G時，木板A端剛剛開始翹起，木板重為()A.10NB.15NC.30ND.60ND由于木板AB形狀規(guī)則、密度均勻，則其中點為重心，O為支點，如右圖

所示。則木板重力G′的力臂為L1=(OA+OB)-OB=(2OB+OB)-OB=OB，重物G的力臂L2=OB，由杠桿的平衡條件得：G′·L1=G·L2，所以G′==60N?！窘馕觥俊敬鸢浮?D作最小動力掌握如下三字口訣：找、連、作?！罢摇笔侵刚遗c支點距離最遠的點，“連”是指連接該點與支點，“作”是指作這個連線的垂線最終確定最小動力F。新知小結(jié)1【中考·株洲】室內(nèi)垃圾桶平時桶蓋關閉不使垃圾散發(fā)異味，使用時用腳踩踏板，桶蓋開啟，根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構示意圖，可確定桶中有兩個杠桿在起作用，兩杠桿支點為O1、O2。則對應的杠桿分別

為(

)A．省力杠桿省力杠桿

B．省力杠桿費力杠桿C．費力杠桿費力杠桿

D．費力杠桿省力杠桿B鞏固新知2【中考·宜賓】指甲刀是生活中常用的小工具，如圖所示，它包含三個杠桿，關于這三個杠桿的說法正確的是(

)A．一個省力杠桿，兩個費力杠桿B．一個費力杠桿，兩個省力杠桿C．三個都是省力杠桿D．三個都是費用杠桿A1知識小結(jié)本節(jié)課你學到了什么？1.杠桿的分類：省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿;2.杠桿的應用：判斷三種杠桿，利用杠桿平衡條件

解決問題。歸納新知1.根據(jù)杠桿的特征，可以將杠桿分成以下幾類：2.由杠桿的平衡條件可知，沒有既省力又省距離的

杠桿。杠桿類型特征優(yōu)點缺點示例省力杠桿L1>L2省力費距離撬棒等臂杠桿L1＝L2天平費力杠桿L1<L2省距離費力鑷子如圖，一塊厚度、密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上，用一豎直向上的力，欲使其一端抬離地面。則(

)A．F甲>F乙，因為甲方法的動力臂長B．F甲<F乙，因為乙方法的阻力臂長C．F甲>F乙，因為乙方法的阻力臂短D．F甲＝F乙，因為動力臂都是阻力臂的2倍2易錯小結(jié)易錯點：誤認為動力臂長的杠桿更省力D一位體重約為500N的同學在做俯臥撐，如圖所示，點A為重心。請計算地面對他雙手的作用力。1解：由杠桿的平衡條件得F1L1＝F2L2，代入數(shù)據(jù)得：F1×(1.0m＋0.7m)＝500N×1.0m，解得F1≈294N。課堂練習如圖是拉桿式旅行箱的受力示意圖。若箱重100N,動力臂是阻力臂的4倍，則拉箱子時，豎直向上的拉力F=_______N。225【中考·慶陽】下列簡單機械中，在使用中是費力杠桿的是(

)A．核桃夾B．自行車車把C．活塞式抽水機抽水D．掃帚【中考·慶陽】如圖所示的裝置中，兩支鉛筆構成了一個__________，可以輕松地撬起很重的書，小指離支點越遠，所用的力越__________。3D4杠桿小5【中考·葫蘆島】如圖甲所示為不銹鋼折疊指甲剪的平面圖，它使用時相當于兩個杠桿，在圖乙杠桿簡化圖中B、C兩點確定支點，并用O標出，畫出最小動力F1和阻力臂L2。【中考·東營】皮劃艇是我國奧運優(yōu)勢項目之一，如圖所示，比賽中運動員一手撐住槳柄的末端(視為支點)，另一手用力劃槳。下列說法正確的是(

)A．為省力，可將用力劃槳的手靠近支點B．為省力，可將用力劃槳的手遠離支點C．為省距離，可將用力劃槳的手遠離支點D．將用力劃槳的手靠近支點，

既能省力又能省距離6B7如圖所示，甲、乙兩人用棒將重力相同的物體扛在肩上走，_____中那個人手用力更大；_____中人肩受力更大。(均填“甲”或“乙”)乙乙1.【中考·無錫】某人在動物園內(nèi)，用彈簧測力計稱出了一頭大象的重量，在稱象過程中，他用到吊車、鐵籠和一根很長的槽鋼等輔助工具，操作步驟如下：a．如圖甲所示，將鐵籠系于槽鋼上的B點，當?shù)踯嚨蹉^在槽鋼上的懸吊點移至O點時，槽鋼在水平位置平衡。課后練習b．將大象引入鐵籠，保持吊鉤懸吊點O點和鐵籠懸掛點B點的位置不變。用彈簧測力計豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次在水平位置平衡，如圖乙所示。測得OB＝6cm，OA＝9m，彈簧測力計的示數(shù)為200N。根據(jù)上述數(shù)據(jù)測出了大象的重量。(1)大象的重量為________N。(2)設計步驟a的目的是___________________________________________________________________。30000便于測量力臂的長度，可以忽略杠桿(槽鋼)自身的重力點撥：(1)由杠桿的平衡條件知F×OA＝G×OB，即200N×9m＝G×0.06m，解得G＝30000N。2.【中考·南昌】如圖所示，是用手托起重物的示意圖，圖中前臂可以看作是一個________(填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿。假如托起6N的重物，請你根據(jù)圖中所示，估算出手臂要用的動力大約是________N。費力48點撥：圖中，支點在