粵滬版八年級(jí)物理下冊(cè) （探究杠桿的平衡條件）力和機(jī)械教育課件

力和機(jī)械6.5探究杠桿的平衡條件-第六章

一認(rèn)識(shí)杠桿新知梳理1.定義:物理學(xué)上,把能繞某一固定點(diǎn)

的硬棒(直棒或曲棒),叫做杠桿。

2.杠桿的五要素(如圖6-5-1所示)

轉(zhuǎn)動(dòng)圖6-5-1新知梳理支點(diǎn):杠桿繞著

的點(diǎn),常用O來表示。

動(dòng)力:使杠桿

的力,常用F1來表示。

阻力:

杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,常用F2來表示。

動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到

的距離,常用L1來表示。

阻力臂:從支點(diǎn)到

的距離,常用L2來表示。

[說明]①杠桿是為了解決物體“轉(zhuǎn)動(dòng)”過程中的物理問題而建立的一種物理模型。②力的作用線是指表示力的線段所在的直線。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)阻礙動(dòng)力作用線阻力作用線二探究杠桿的平衡條件新知梳理1.杠桿平衡:杠桿在動(dòng)力和阻力作用下

或

,稱為杠桿平衡。2.探究杠桿平衡條件(1)實(shí)驗(yàn)器材:支架、鉤碼、帶有等分刻度的均勻木尺、細(xì)線。(2)實(shí)驗(yàn)步驟①將杠桿安裝在支架上,調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在

位置平衡。靜止勻速轉(zhuǎn)動(dòng)水平新知梳理②在杠桿的兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼,調(diào)節(jié)鉤碼的位置,使杠桿在

位置重新平衡,如圖6-5-2所示,用F1、F2表示鉤碼的拉力,L1、L2分別表示兩個(gè)力的力臂,測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。③保持左右兩邊鉤碼的位置不變,改變鉤碼的數(shù)量,使杠桿在

位置平衡,測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。

④保持左右兩邊鉤碼的數(shù)量不變,改變鉤碼懸掛的位置,使杠桿在

位置平衡,測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。水平水平水平圖6-5-2實(shí)驗(yàn)序號(hào)左側(cè)右側(cè)拉力F1/N距離L1/m拉力F2/N距離L2/m123新知梳理(3)記錄數(shù)據(jù)(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論杠桿的平衡條件:動(dòng)力×

=阻力×

,

即:F1×

=F2×

或F1/F2=

。動(dòng)力臂阻力臂L1

L2

L2/L1(5)評(píng)估交流①實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡,實(shí)驗(yàn)過程中通過改變鉤碼的數(shù)量、位置使杠桿在水平位置平衡,目的分別是消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響、便于測(cè)量力臂。②用彈簧測(cè)力計(jì)代替鉤碼,斜向下拉杠桿,可以證明杠桿的平衡條件為“動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂”,而不是“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”。③多次實(shí)驗(yàn)的目的是避免偶然因素的影響,得到普遍性的規(guī)律。新知梳理類型省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿示意圖力臂關(guān)系

動(dòng)力臂L1____阻力臂L2

動(dòng)力臂L1____阻力臂L2

動(dòng)力臂L1____阻力臂L2三杠桿的分類和應(yīng)用新知梳理>

<=

力的關(guān)系

動(dòng)力F1______阻力F2動(dòng)力F1______阻力F2動(dòng)力F1______阻力F2特點(diǎn)省力但費(fèi)距離費(fèi)力但省距離既不省力也不費(fèi)力，既不省距離也不費(fèi)距離應(yīng)用撬棒、開酒瓶的起子縫紉機(jī)腳踏板、筷子托盤天平新知梳理<>=類型一杠桿力臂的畫法應(yīng)用示例例1

[2019·昆明]請(qǐng)畫出圖6-5-3中力F的力臂,并以“L”表示。圖6-5-3[答案]如圖所示應(yīng)用示例應(yīng)用示例方法指導(dǎo)杠桿力臂的畫法找支點(diǎn)畫力線作垂段確定支點(diǎn)，即杠桿繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)沿力的方向畫力的作用線，延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線要用虛線作支點(diǎn)到力的作用線的垂線，標(biāo)注垂足，該垂線段即為力臂類型二探究杠桿的平衡條件應(yīng)用示例例2

在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中:(1)小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端低、左端高,要使它在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向

調(diào)節(jié)。小明調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的主要目的是

。

左消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響應(yīng)用示例(2)如圖6-5-4甲所示,在杠桿左側(cè)A處掛4個(gè)相同的鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在杠桿右側(cè)B處掛

個(gè)相同的鉤碼。(3)如圖乙所示,用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí),使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將

,原因是

。圖6-5-43其力臂變小了變大應(yīng)用示例實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題實(shí)驗(yàn)前杠桿平衡調(diào)節(jié)水平平衡實(shí)驗(yàn)中杠桿平衡調(diào)節(jié)多次實(shí)驗(yàn)依據(jù)：“右低左調(diào)、左低右調(diào)”，即如果杠桿右邊低，要把平衡螺母向左調(diào)節(jié)；如果杠桿左邊低，要把平衡螺母向右調(diào)節(jié)目的：①實(shí)驗(yàn)前使杠桿自身重力的作用線經(jīng)過支點(diǎn)，消除杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；②實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測(cè)量力臂注意：實(shí)驗(yàn)中不可以再調(diào)節(jié)平衡螺母目的：使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性，避免數(shù)據(jù)的偶然性類型三杠桿的應(yīng)用應(yīng)用示例例3如圖6-5-5甲所示是打開訂書器準(zhǔn)備裝入訂書釘?shù)那榫?其工作臂OBA可看成一根繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿,簡(jiǎn)化示意圖如圖乙所示,F2為拉桿BC對(duì)工作臂的阻力。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出杠桿平衡時(shí)的阻力臂L2、作用在A點(diǎn)的最小動(dòng)力F1和動(dòng)力臂L1。圖6-5-5[答案]如圖所示應(yīng)用示例

四步法作最小動(dòng)力根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知,阻力及阻力臂一定時(shí),動(dòng)力與動(dòng)力臂的大小成反比,即動(dòng)力臂越長(zhǎng),動(dòng)力就越小。所以要作最小動(dòng)力,應(yīng)先作出最長(zhǎng)動(dòng)力臂,再根據(jù)最長(zhǎng)動(dòng)力臂作出相應(yīng)的最小動(dòng)力。具體步驟:應(yīng)用示例方法指導(dǎo)確定支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)連接支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)，所得的線段即為最長(zhǎng)動(dòng)力臂作最長(zhǎng)動(dòng)力臂的垂線，即為最小動(dòng)力的作用線根據(jù)動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向與阻力方向相反，從而確定最小動(dòng)力的方向例4指甲刀是生活中常用的小工具,如圖6-5-6所示,它包含三個(gè)杠桿,關(guān)于這三個(gè)杠桿的說法正確的是 (

)A.一個(gè)省力杠桿,兩個(gè)費(fèi)力杠桿B.一個(gè)費(fèi)力杠桿,兩個(gè)省力杠桿C.三個(gè)都是省力杠桿D.三個(gè)都是費(fèi)力杠桿應(yīng)用示例A圖6-5-6應(yīng)用示例應(yīng)用示例方法指導(dǎo)兩種方法判斷實(shí)際生活中杠桿的類型方法一:首先確定杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力作用點(diǎn)及阻力作用點(diǎn)的位置,粗略判斷出動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系,得出杠桿的類型。若動(dòng)力臂大于阻力臂,則為省力杠桿;若動(dòng)力臂小于阻力臂,則為費(fèi)力杠桿;若動(dòng)力臂等于阻力臂,則為等臂杠桿。方法二:根據(jù)杠桿使用的目的進(jìn)行判斷,若是為了省力,則是省力杠桿;若是為了省距離,則是費(fèi)力杠桿。課堂小結(jié)杠桿定義：把能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿五要素平衡條件分類省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿F1L1=F2L2或F1/F2=L2/L1課堂小結(jié)五要素支點(diǎn)O動(dòng)力F1動(dòng)力臂L1阻力F2阻力臂L2課堂反饋A某一固定點(diǎn)硬②④⑤2.作用在杠桿上促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做

,阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做

。支點(diǎn)到

的距離叫做力臂。力臂

(選填“一定”或“不一定”)在杠桿上,力的作用點(diǎn)

(選填“一定”或“不一定”)在杠桿上。課堂反饋A動(dòng)力阻力力的作用線不一定一定課堂反饋A3.如圖5-1所示是用螺絲刀撬圖釘?shù)氖疽鈭D,其中O點(diǎn)是

,F1是

,F2是

,L1是

,L2是

。

支點(diǎn)動(dòng)力阻力動(dòng)力臂阻力臂圖5-14.如圖5-2所示,一名同學(xué)在做俯臥撐,如果把人的軀干看成一個(gè)杠桿,該杠桿的支點(diǎn)是

(填圖中字母)點(diǎn),動(dòng)力是

(選填“手掌對(duì)地面的壓力”或“地面對(duì)手掌的支持力”),阻力是

。課堂反饋A圖5-2B地面對(duì)手掌的支持力人自身的重力5.下列說法正確的是 (

)A.支點(diǎn)一定在動(dòng)力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)之間B.杠桿的長(zhǎng)度等于動(dòng)力臂與阻力臂之和C.杠桿可以是直的,也可以是彎的D.從支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離叫動(dòng)力臂課堂反饋AC6.如圖5-3所示,用輕質(zhì)桿將一電燈吊起,O點(diǎn)是支點(diǎn),請(qǐng)畫出動(dòng)力F1的力臂和阻力F2的示意圖。課堂反饋A圖5-3[答案]如圖所示1.在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中,請(qǐng)你一起來解決下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖5-4甲所示情況,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿左端的平衡螺母向

(選填“左”或“右”)調(diào)整。課堂反饋B圖5-4左(2)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了圖乙所示情況,為了使杠桿在水平位置平衡,這時(shí)應(yīng)將右邊的鉤碼向

(選填“左”或“右”)移動(dòng)

格。

(3)實(shí)驗(yàn)過程中,調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是

。課堂反饋B右1便于測(cè)量力臂2.在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中,杠桿在如圖5-5所示位置平衡,則右側(cè)虛線框內(nèi)懸掛了

個(gè)鉤碼,判斷的依據(jù)是

。課堂反饋B3F1L1=F2L2(或動(dòng)力乘動(dòng)力臂等于阻力乘阻力臂)圖5-53.動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿是________杠桿;動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿是________杠桿;動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿是________杠桿。(均選填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)4.如圖5-6所示描繪的是杠桿在生活中的應(yīng)用,其中屬于省力杠桿的是_______,屬于費(fèi)力杠桿的是_______,屬于等臂杠桿的是_______。(均填字母)課堂反饋B費(fèi)力省力圖5-6等臂B、DAC5.如圖5-7所示,輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),杠桿長(zhǎng)0.4m,在它的中點(diǎn)B處掛一重30N的物體G。若在杠桿上A端施加豎直方向的力F,使杠桿在水平位置平衡,求F的大小。課堂反饋B[答案]15N圖5-7

謝謝觀看！6.5探究杠桿的平衡條件

情景導(dǎo)入

小小園丁

小明回家看到爺爺在修剪花木，高興地跑過去幫忙。剛開始剪細(xì)小的枝條還行，一會(huì)之后雙臂酸痛，連葉子也剪不下了，才知道看起來非常輕松的修剪花木原來也并不簡(jiǎn)單。爺爺笑笑說：剪枝條也是需要技巧的，把枝條靠近軸心一點(diǎn)就能好剪一些。這是為什么？小明有點(diǎn)搞不清。聰明的你知道其中的原理嗎？

CONTENTS

目錄認(rèn)識(shí)杠桿

杠桿的平衡條件

杠桿的作用杠桿的有關(guān)計(jì)算

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是杠桿，能根據(jù)實(shí)物辨認(rèn)杠桿，并能畫出杠桿的示意圖。（難點(diǎn)）2.通過實(shí)驗(yàn)，探知杠桿的平衡條件，初步領(lǐng)會(huì)從具體到抽象的方法。3.能對(duì)杠桿進(jìn)行分類，會(huì)利用它解決一些簡(jiǎn)單的問題。01認(rèn)識(shí)杠桿01自讀提示1.從幾個(gè)實(shí)例中抽象出的杠桿模型是什么樣的？2.如何確定杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂？01認(rèn)識(shí)杠桿認(rèn)真觀察這些工具，找出它們的共同特征01認(rèn)識(shí)杠桿1.杠桿：能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒（它不一定是直的、規(guī)則的）支點(diǎn)(o)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)動(dòng)力(F1)：促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻力(F2)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力01認(rèn)識(shí)杠桿2.動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用L1表示。阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用L2表示。重點(diǎn)1：怎樣畫杠桿的力臂F1OL1L2F3F2L3畫杠桿力臂的方法：一找支點(diǎn)二畫線（力的作用線）三定距離（力臂的長(zhǎng)）力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。01練一練1.在日常使用的工具中很多是利用杠桿知識(shí)制成的，我們分析杠桿時(shí)，首先要找到杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，叫做

，然后分析杠桿的受力情況，使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫

，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫

，從

到力作用線的

叫力臂。01練一練2.下圖是一種常用的垃圾桶，使用時(shí)用腳一踩下邊的踏板，桶蓋打開，放開后自動(dòng)關(guān)上。認(rèn)真觀察上邊有幾個(gè)杠桿？()A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)01練一練3.一根木棒可繞墻上的固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，重物懸掛在木棒上，先用斜向上的力F拉著使其平衡。請(qǐng)畫出它的動(dòng)力臂和阻力臂。P02探究杠桿的平衡條件02自讀提示1.什么叫杠桿的平衡？2.本探究實(shí)驗(yàn)中你提出的問題是什么？3.為完成本探究你選擇的器材有哪些？4.在實(shí)驗(yàn)中讓杠桿在水平位置平衡的目的是什么？5.實(shí)驗(yàn)最后得出的結(jié)論是什么？02探究杠桿的平衡條件探究：杠桿平衡時(shí)動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂之間有何關(guān)系？1.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，消除杠桿自重影響，能在杠桿上直接讀出力臂。2.多做幾次實(shí)驗(yàn)的目的是為了尋找普遍規(guī)律。02探究杠桿的平衡條件結(jié)論：動(dòng)力x動(dòng)力臂=阻力x阻力臂F1×L1＝F2×L2F1L1F2L2＝02練一練4.如下圖所示，曉彤在實(shí)驗(yàn)中往杠桿的左邊A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼，欲使杠桿平衡，她還要在右邊B點(diǎn)掛幾個(gè)同樣的鉤碼才行()A.3B.2C.5D.602練一練5.小明正在做俯臥撐，把他的身體看作一個(gè)杠桿，O為支點(diǎn)，A為重心，他的體重為550N,地面對(duì)手的支持力F的力臂是

m,大小為

N。03杠桿的作用03杠桿的作用下圖中的杠桿哪些省力、費(fèi)力、不省力也不費(fèi)力？討論：03杠桿的作用動(dòng)力小于阻力，可節(jié)省力但費(fèi)距離。省力杠桿