人教版物理八年級下冊121-杠桿-課件

第一節(jié)杠桿一、認(rèn)識杠桿1、杠桿：一根硬棒，在力的作用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫做杠桿。2、杠桿的特征：硬棒有力繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動剪刀撬棍羊角錘天平扳手獨(dú)輪車生產(chǎn)和生活中常見杠桿蹺蹺板切紙刀1支點(diǎn)O2動力F13阻力F24動力臂L1（規(guī)定）5阻力臂L2（規(guī)定）F1F2oL1L21.什么是力臂？2.力臂是杠桿的一部分嗎？3.力臂一定在杠桿上嗎？力臂是一個概念，不是實(shí)物，更不是杠桿的一部分。力臂不一定都在杠桿上力臂是點(diǎn)到直線的距離不是兩點(diǎn)間的距離動力、阻力都是杠桿受到的力！支點(diǎn)、動力作用點(diǎn)、阻力作用點(diǎn)都在____上！正確判斷阻力的方向!杠桿重點(diǎn)提示F1F2L1L2O要點(diǎn)找三點(diǎn)畫六線定兩長OOOF1F1F1OL1支點(diǎn)

動力動力臂阻力臂F2L2F2F2F2阻力（1）找三點(diǎn)（2）畫六線（3）定兩長F2BOAF1支點(diǎn)、動力作用點(diǎn)、阻力作用點(diǎn)兩個力、兩個力的作用線、兩個垂線定兩力臂的長L2L1BF2OF1A試一試F2BOAF1畫出圖中杠桿各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O想一想（1）找出支點(diǎn)的位置（2）沿動力、阻力的作用方向?qū)⒘Φ淖饔镁€畫出（3）從支點(diǎn)作動力、阻力作用線的垂線F1OL1L2F2力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。共同體驗(yàn)力臂一定在杠桿上嗎？F1OL1F3L3共同體驗(yàn)F2F3什么相同什么不同作用在杠桿上的力，作用點(diǎn)和大小不變，僅方向改變，力臂也會改變F2F1OF2思考：F2在逆時針旋轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，力臂是怎樣變化的，何時最大？何時最小？當(dāng)力垂直于支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)的連線時，力臂最大，最大值為兩點(diǎn)連線；力的作用線過支點(diǎn)時力臂最小，最小值為零。F2蕪湖長江大橋，這座目前我國科技含量最高的特大型公、鐵路兩用斜拉索橋梁的建成，大橋的建設(shè)，用到了很多物理學(xué)的知識和研究方法。將大橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，取其部分可以抽象成如圖所示的模型。F2F1O①可以看出它用到了

的相關(guān)知識，其中O是

，

代表橋重和過往車輛等產(chǎn)生的對橋的作用力。②為了減小鋼索承受的拉力，在需要與可能的前提下，可以適當(dāng)增加橋的高度，請分析原因。③假如讓你來設(shè)計新的斜拉索式大橋，你還能提出什么方法可以減輕鋼索承受的拉力？（說出一種方法即可）杠桿支點(diǎn)F1（光線、磁感線、杠桿）④你知道嗎？在上述的研究中，我們用到了物理學(xué)中很重要的一種研究方法：建立模型。建立模型可以幫助人們透過現(xiàn)象，忽略次要因素，從本質(zhì)認(rèn)識和處理問題；建立模型還可以幫助人們研究不是甚至無法直接觀察的現(xiàn)象。想想看，在初中物理學(xué)習(xí)中，你在研究哪些問題時也用到了這種方法？請你舉一例具體說明。

如圖所示杠桿，在A端施一個始終與杠桿垂直的力F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置時，動力臂大小的變化情況是（

）

A．大小不變

B．由小變大

C．先變大后變小

D．先變小后變大

GOFFA

如圖所示杠桿，在A端施一個始終保持水平方向的力F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置時，動力臂的變化情況是（）

A．大小不變

B．由小變大

C．變小

D．變大

GGOL2L2’CG

如圖所示杠桿，在A端施一個始終豎直方向的力F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置時，動力臂的變化情況是A．大小不變 B．由小變大C．先變大后變小D．先變小后變大GOL2L2’找出下列各圖中動力和阻力，并畫出杠桿力臂。OF1F2L1L2找出下列各圖中動力和阻力，并畫出杠桿力臂。OF1F2L1L21.什么是杠桿2.杠桿的五要素3.動力、阻力的作用點(diǎn)在杠桿上4.力臂不是實(shí)物5.畫力臂的要點(diǎn)：找三點(diǎn)、畫六線、

定兩長6.力臂是點(diǎn)到線的距離而非兩點(diǎn)間的距離7.若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，大小不變，但作用方向改變，力臂也隨之而改杠桿平衡的條件靜止（任何位置下的靜止如：水平或傾斜）緩慢的勻速轉(zhuǎn)動一、什么是杠桿平衡動力動力臂阻力阻力臂二、杠桿平衡的條件1.影響杠桿平衡的因素有哪些？2.在實(shí)驗(yàn)前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿水平平衡計劃設(shè)計1.選擇如圖器材3.杠桿的支點(diǎn)通過杠桿的重心（消除杠桿重力對實(shí)驗(yàn)的影響）F1F2L1L2o計劃設(shè)計4.在杠桿支點(diǎn)的左邊掛一定量的鉤碼右邊也掛上鉤碼，直至杠桿平衡為止。F1F2L1L2o5.掛鉤碼后，不能再動平衡螺母。計劃設(shè)計6.讀數(shù)時，要求杠桿仍處于水平平衡狀態(tài)，以便直接讀出力臂的長度。7.重復(fù)多做幾次平衡實(shí)驗(yàn)，得到不同數(shù)據(jù)。8.將數(shù)據(jù)記錄下來分析得出結(jié)論。F1F2L1L2o實(shí)驗(yàn)次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm阻力阻力臂1

2

3

動力動力臂0.4998100.9820100.491.471550.981.4715109.89.87.357.3514.714.7分析歸納杠桿的平衡條件：

動力X動力臂＝阻力X阻力臂用字母表示為:

F1l1=F2l2結(jié)論：當(dāng)杠桿平衡時，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一總結(jié)結(jié)論一根輕質(zhì)扁擔(dān)長1.8m，前后兩端分別掛上重600N和200N的貨物，問：人肩應(yīng)挑在離前端多遠(yuǎn)處才能使扁擔(dān)平衡？分析：人肩挑處是扁擔(dān)的支點(diǎn)O，前后兩貨物的重分別為動力和阻力，要求的肩處離前端的距離是動力臂。F1=G1＝600NF2=G2＝200NOl1l2L=1.8m已知：L=1.8mF1＝600N

F2＝200N求：L1=?解：根據(jù)L1＋L2＝1.8m得出

L2=1.8m－L1－－－（1）根據(jù)杠桿的平衡條件：

F1L1＝F2L2將（1）代入得

600NXL1＝200NX（1.8m－L1）解之得：L1=0.45m答：人肩應(yīng)挑在離前端0.45m才能使扁擔(dān)平衡。法一--------必要說明

--------等式變形

--------必要說明

--------公式

--------必要說明

--------帶入數(shù)據(jù)

--------結(jié)果

--------答L1+L2=LL1F1=L2F2L1+L2=1.8600L1=200L2解得L1=0.45mL2=1.35m法二------------------------文字說明------------------------公式------------------------文字說明-----------------------帶入數(shù)據(jù)------------------------結(jié)果------------------------答解：由已知和杠桿平衡的條件列方程如下帶入數(shù)據(jù)得

答：人肩應(yīng)挑在離前端0.45m

才能使扁擔(dān)平衡。有一根杠桿，動力為1000N，阻力為3000N，動力臂為1.5m，求：它的阻力臂為多少？已知：F1＝1000NF2＝3000Nl1＝1.5m求：l2＝？解：根據(jù)杠桿的平衡條件：

F1L1＝F2L2

L2=F1L1/F2=(1000N×1.5m)÷3000N=0.5m答：它的阻力臂為0.5m.------------------------文字說明------------------------公式------------------------公式變形

-----------帶入數(shù)據(jù)------------------------結(jié)果------------------------答假期里，小蘭和爸爸、媽媽一起參加了一個家庭游戲活動?；顒右笫牵杭彝コ蓡T中的任意兩名成員分別站在如圖的木板上，恰好使木板水平平衡。(1)若小蘭和爸爸的體重分別為400N和800N，小蘭站在距離中央支點(diǎn)2m的一側(cè)，爸爸應(yīng)站在距離支點(diǎn)多遠(yuǎn)處才能使木板水平平衡?

(2)若小蘭和爸爸已經(jīng)成功地站在了木板上，現(xiàn)在他們同時開始勻速相向行走，小蘭的速度是0.5m／s，爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破壞?·三、杠桿平衡條件的應(yīng)用⑴L1:L2=______·L1L2⑵在兩邊鉤碼下同時加掛一個同樣的鉤碼，杠桿____平衡，___邊會下降例1：如圖，在已平衡的空杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼后，杠桿仍然平衡，則1：2不再右⑶若使杠桿再次平衡，可在___邊的鉤碼下再掛___個鉤碼·⑷也可以不改變鉤碼數(shù)量，將__邊鉤碼__移_格或兩邊鉤碼向__各移動__格左11右左外2·⑸若使再次平衡的杠桿兩邊同時去掉一個鉤碼，則___邊將下降。-----“極端判斷法”左一根均勻銅絲，在中點(diǎn)處支住它剛好平衡，現(xiàn)將其右端從中對折起來，如圖所示，則杠桿A.仍水平；B.左端下降；C.右端下降；D.無法判斷。右側(cè)力臂變小了小明和小華合作做“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)時，小明先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，你認(rèn)為這樣做的好處是_____

___.（2）小華將四個重力均為0.5N的鉤碼掛在杠桿左端后，又將彈簧測力計鉤在杠桿A處的細(xì)線上.要使杠桿在水平位置平衡，且彈簧測力計的示數(shù)最小，則小華應(yīng)沿_______的方向拉彈簧測力計.A以便直接讀出力臂的長度豎直向上在此情況下，小華讀出彈簧測力計示數(shù)為4.2N.小明和小華對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后得到的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，動力×動力臂=阻力×阻力臂.你認(rèn)為他們這樣就得出結(jié)論是否合理？____；簡述理由：________________A合理支點(diǎn)處的摩擦導(dǎo)致彈簧秤的示數(shù)偏大不能保證絕對豎直向上一個原來水平靜止的杠桿,如果再作用一個力后,杠桿仍能處于靜止?fàn)顟B(tài),則此力可能是A.豎直作用于動力點(diǎn)上B.豎直作用于阻力點(diǎn)上C.作用在杠桿的任一點(diǎn),但力的作用線必須經(jīng)過支點(diǎn)D.作用在杠桿的任一點(diǎn),但力的作用線必須與杠桿垂直杠桿的分類省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用:省力，費(fèi)距離:費(fèi)力，省距離:不省力，也不省距離四、三類杠桿的特性省力杠桿F1F2L1L2若L1=4mL2=1mF2=100NF1=?L動＞L阻的杠桿省力若L動=nL阻則F動=

F阻FF省力杠桿的特點(diǎn)S動=4hS阻=hGGL動=4L阻費(fèi)距離省到幾分之一的力，費(fèi)幾倍的距離。S動=nS阻省力杠桿F2F1動力臂L1阻力臂L2O費(fèi)力杠桿若L1=4mL2=5mF2=100NF1=?若L動=L阻則F動=

F阻nL動＜

L阻的杠桿FF費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)S阻=4hS動=hGG費(fèi)幾倍的力，省到幾分之一的距離。S動=S阻L阻=4L動省距離費(fèi)力杠桿F2F1動力臂L1阻力臂L2O不省力，也不省距離舉例？等臂杠桿的特點(diǎn)L動=

L阻的杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿概念動力臂大于阻力臂的杠桿動力臂小于阻力臂的杠桿動力臂小于阻力臂的杠桿特點(diǎn)省了力，但費(fèi)了距離費(fèi)了力，但省了距離不省力也不費(fèi)力實(shí)例撬棒、鍘刀、瓶起子、鑷子、理發(fā)剪刀天平小結(jié)異形杠桿分析在下列工具中省力的是哪一組（）A.鍘刀、汽車上的剎車閘、羊角錘起釘子；B.鑷子、釣魚桿、剪子；C.鍘刀、天平、釣魚桿；D.鑷子、汽車上的剎車閘、釣魚桿。練習(xí)一ABCD小試身手A練習(xí)二下列說法中哪些是正確的（）A.使用杠桿一定會省力；B.省力杠桿的動力臂一定小于阻力臂；C.動力臂是支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離；D.等臂杠桿不省力也不省距離。BCD小試身手圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B端繩子的拉力F與A端重力G相比（）A.F=G；B.F〈G；C.F〉G；D.無法比較。練習(xí)三提示AOBFGABCD小試身手圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B端繩子的拉力F與A端重力G相比（）A.F=G；B.F＜G；C.F＞G；D.無法比較。練習(xí)三L2L1ABCDAOBFG先畫出力臂，再進(jìn)行判斷小試身手利用杠桿的平衡條件解決有關(guān)問題1.確定杠桿的支點(diǎn)。3.確定各個力的力臂。2.分析杠桿受到的動力和阻力，明確各力的大小和方向。4.根據(jù)杠桿的平衡條件列出關(guān)系式求解，必要時要對結(jié)果進(jìn)行討論。五、典型題3.一根直桿可繞軸O轉(zhuǎn)動，在直桿的中點(diǎn)掛一重物，在桿的另一端施加一個方向始終保持水平的力，如圖示，在力F使直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置的過程中，力F大小的變化情況應(yīng)是A.一直在增大B.一直在減小C.先增大后減小D.先減小后增大L1L21、找出杠桿的五要素；2、判斷動力臂L1、阻力臂L2的變化情況；3、由杠桿平衡條件（F1L1=F2L2

）進(jìn)行分析。分析：4.如圖，O是杠桿的支點(diǎn)，為了提高重物G，用與杠桿始終垂直的力F使杠桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個過程中A.杠桿始終是省力的；B.杠桿始終是費(fèi)力的；C.杠桿先是省力的，后是費(fèi)力的；D.杠桿先是費(fèi)力的后是省力的。FL1分析：∵F始終垂直杠桿，∴L1保持

；杠桿在緩慢提升過程中，L2逐漸

。開始時，L1＞L2，是

；最終狀態(tài)，L1＜L2是

。不變增大省力杠桿費(fèi)力杠桿L2

如圖，重物G=400N，AB=20cm，BC=60cm，CD=60cm，求將重物G提起時所用的最小動力（圖中裝置可繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動）

1七、練習(xí)

一根蠟燭截成長度不同的兩段豎立在杠桿的兩邊，如圖且杠桿平衡，若同時點(diǎn)燃蠟燭（設(shè)燃燒速度相同），則杠桿的___端將翹起。（2003.南京）2右

如圖所示杠桿，在A端施一個始終與杠桿垂直的力F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置時，F(xiàn)大小的變化情況是（）

A．大小不變

B．由小變大

C．先變大后變小

D．先變小后變大

GOL2GL2’3.Fl1=Gl2

增大

不變

不變

增大BFF若F始終水平向右呢？

如圖所示杠桿，在A端施一個始終與杠桿垂直的力F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置時，F(xiàn)大小的變化情況是A.由大變