第1課時 杠桿及其平衡條件

第十二章簡單機械第1節(jié)

杠桿R·八年級物理下冊第1課時杠桿及其平衡條件預習檢測1.

一根硬棒，______________________________，這根硬棒就是一個杠桿。

2.杠桿可以繞其轉動的點叫作______，使杠桿轉動的力叫作______，阻礙杠桿轉動的力叫作______，從支點到動力作用線的距離叫作_______，從支點到阻力作用線的距離叫_______。在力的作用下能繞著固定點支點動力阻力動力臂阻力臂轉動預習檢測

3.當杠桿在動力和阻力的作用下______時，我們就說杠桿平衡了。

4.杠桿平衡條件：動力×________=阻力×_________，即F1×____=F2×____。動力臂阻力臂l1l2靜止蹺蹺板羊角錘開瓶器問題導入這些機械有什么共同的特點？都會繞著一個點轉動探究新知知識點1杠桿1.杠桿1.定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉動，這根硬棒就是一個杠桿。2.特點：

①有力的作用②能繞著固定點轉動③不易發(fā)生形變的硬棒硬棒不一定是直棒，也可以是彎的或其他形狀，如剪刀、羊角錘等動力的作用點阻力的作用點動力的方向阻力的方向動力的作用線阻力的作用線3.力的作用線2.杠桿的五要素支點O動力

F1阻力F2動力臂l1阻力臂l2支點：杠桿可以繞其轉動的點（O點）動力：使杠桿轉動的力（F1）阻力：阻礙杠桿轉動的力（F2）動力臂:從支點到動力F1作用線的距離（l1）阻力臂：從支點到阻力F2作用線的距離（l2）1.杠桿的支點一定在杠桿上嗎？力臂是支點到力的作用線的距離，不是支點到力的作用點的距離，若力的作用線過支點，則力臂為零。杠桿的支點一定在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿中間的某點。2.力臂是支點到力的作用點的距離嗎？3.若力的作用點不變，但改變力的方向，力臂改變嗎？會改變，力的方向改變，力的作用線也會改變，力臂也會改變。找支點；找力的作用線，即過力的作用點沿力的方向（或反方向）畫一條直線；過支點作力的作用線的垂線段，標上垂足；標出支點到垂足間的線段，標字母l1或l2，該線段就是力臂。3.力臂的畫法動力F1阻力F2動力臂l1阻力臂l2支點O練習1.關于杠桿，下列說法正確的是（）杠桿必須是一根直棒杠桿一定有支點當力的作用線通過支點時，力臂最大動力臂就是支點到動力作用點的距離B2.如圖所示，硬棒OB

能繞支點O

轉動，A處用繩子拉住固定在墻壁上。請畫出拉力F

的力臂。l知識點2杠桿的平衡條件在使用杠桿中，杠桿的平衡狀態(tài)是一種非常重要的狀態(tài)。杠桿平衡當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。思考杠桿在滿足什么條件時才會平衡？杠桿勻速轉動也屬于杠桿平衡探究杠桿的平衡條件【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？【猜想假設】假設一：假設二：F1·l1=F2·l2杠桿、鐵架臺、鉤碼等?！緦嶒炂鞑摹俊緦嶒炘O計】利用下圖的實驗裝置，通過改變支點兩邊懸掛鉤碼的個數(shù)和懸掛位置，探究杠桿平衡時動力、動力臂和阻力、阻力臂之間的關系。【實驗步驟】1.調節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿保持水平并靜止，達到平衡狀態(tài)。2.如圖所示，給杠桿兩側分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡。這時杠桿兩側受到的作用力的大小等于各自鉤碼所受的重力的大小。3.把右側鉤碼對杠桿施的力記為動力F1，左側鉤碼對杠桿施的力記為阻力F2；測出杠桿平衡時的動力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的數(shù)值填入表中。【實驗步驟】4.保持阻力F2和阻力臂l2

不變，改變動力F1，相應調節(jié)動力臂l1

的大小，再做幾次實驗，把數(shù)值填入下表。次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m123456···5.保持動力F1和動力臂l1不變，改變阻力F2，相應調節(jié)阻力臂l2的大小，再做幾次實驗，把數(shù)值填入下表。【收集證據(jù)】次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m11.00.10.50.220.50.20.50.232.00.050.50.242.00.151.50.252.00.152.00.1562.00.153.00.1【交流與合作】1.使用時將杠桿調至水平平衡，目的是什么？避免杠桿自身重力對實驗造成影響，此時杠桿重力的作用線通過支點，其力臂為0。2.實驗要多次測量，目的是什么？避免偶然性，得到普遍規(guī)律。【分析與論證】根據(jù)表中記錄的實驗數(shù)據(jù)得出的結論是：杠桿每次平衡時，動力與動力臂的乘積都等于阻力與阻力臂的乘積?！窘Y論】杠桿平衡的條件為：動力×動力臂=阻力×阻力臂即F1l1=F2l2練習如圖是小蘭探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置和操作圖。關于此實驗，下列說法正確的是（）為使圖甲中杠桿在水平位置平衡，應將螺母向右調實驗過程中不能再調節(jié)螺母圖乙中要使杠桿保持水平平衡，需要在D點掛5個相同的鉤碼為了保持杠桿在水平位置平衡，在D點施加拉力的方向由①位置到②位置的過程中，所需施加的拉力大小不變B杠桿平衡條件的應用F1l1=F2l2①進行簡單的計算：

已知其中3個量，就可求出第4個量②杠桿平衡及轉動的判斷：當F1l1=F2l2時，杠桿平衡，靜止或勻速轉動當F1l1>

F2l2時，杠桿沿F1的方向加速轉動當F1l1<

F2l2時，杠桿沿F2的方向加速轉動在上面的實驗中，我們研究了動力和阻力位于支點兩側的情況。仔細觀察圖中所示的杠桿，它與上面實驗中研究的杠桿有什么不同？實驗中用的杠桿的支點在動力作用點和阻力作用點之間；而圖中的杠桿支點在杠桿的一端，動力作用點和阻力作用點位于支點的同側。例題動物園內，一位物理老師利用一個小小的彈簧測力計，就測出了一頭大象的質量(如圖甲所示)。測量時用一根長度為12m的槽鋼作為杠桿。如圖乙所示，吊鉤固定于槽鋼的中點O。當槽鋼水平靜止時，彈簧測力計的示數(shù)F1

為200N。測得l1

為6m，l2為4cm。若不計鐵籠的質量，請估算大象的質量。g取10N/kg。甲乙解：人通過彈簧測力計對杠桿的拉力為動力F1=200N，動力臂l1=6m；不計鐵籠的質量，則大象對杠桿的拉力為阻力F2，它等于大象所受的重力G，阻力臂l2=4

cm=0.04m。根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2，有大象的質量大象的質量是3t。用杠桿和彈簧測力計測量一個很重物體（大象）的質量時，應使彈簧測力計拉力的力臂遠大于被測物體（大象）對杠桿拉力的力臂。如果用杠桿和彈簧測力計測量一個很輕物體的質量時，又應該怎么辦？如果用杠桿和彈簧測力計測量一個很輕物體的質量，可使彈簧測力計拉力的力臂遠小于被測物體對杠桿拉力的力臂。練習停車場入口處常用橫桿來控制車輛的進出，如上圖所示，我們可以把該裝置簡化成如下圖所示的杠桿。若橫桿AB

粗細相同、質量分布均勻，重力G=120N，AB=2.8m，AO=0.3m，要使橫桿AB

保持水平平衡，需在A端施加豎直向下的力F=______N。440歸納小結1.杠桿平衡：杠桿在動力和阻力的作用下靜止或勻速轉動。2.杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂即

F1l1=

F2l21.

有很多物品都可以看作杠桿，比如鑷子、訂書機等。請觀察家里的生活用品，說出另外兩種可以看作杠桿的物品?？曜?、開瓶器等。練習與應用2.在圖中分別畫出鉗子、自行車手閘這兩個杠桿（圖中深色部分）工作時的支點、動力和動力臂、阻力和阻力臂。F1F2l1l2F1F2l1l23.如圖所示，在探究杠桿的平衡條件時，如果掛鉤碼前杠桿沒有水平靜止，你應該怎樣調節(jié)杠桿兩端的螺母？圖中杠桿左端偏低，可將左端或右端的螺母向右調節(jié)。4.搬運磚塊的獨輪車，車體和磚塊所受的總重力G

為1000N，獨輪車的有關尺寸如圖所示。抬起獨輪車時，人手向上的力F

應是多少？解：獨輪車相當于杠桿，支點在車輪的軸心上，阻力就是車體和磚塊的總重力，即G=1000N。由圖可知，阻力臂l