杠桿-同步教學(xué)課件-初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)

第十二章第1節(jié)杠桿【知識(shí)與技能】1、知道什么是杠桿。理解力臂的概念，會(huì)畫杠桿的力臂。2、知道杠桿平衡條件及其杠桿的一些應(yīng)用。3、會(huì)利用杠桿的平衡條件分析解決問題和進(jìn)行計(jì)算?！具^程與方法】1、通過觀察生活和生產(chǎn)勞動(dòng)中的各種杠桿提取共同的特征，并能在杠桿上確認(rèn)支點(diǎn)、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂的位置。2、通過實(shí)驗(yàn)探究，能得出杠桿的平衡條件，并能利用杠桿的平衡條件分析解訣問題。這些能給我們提供方便的工具，都稱為機(jī)械復(fù)雜機(jī)械都是由簡單機(jī)械組成的這是最常用的工具，它是根據(jù)杠桿原理制造的．這幾個(gè)用具有什么共同特點(diǎn)共同點(diǎn)：①都是硬棒．②工作過程中都在轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一點(diǎn)是固定不動(dòng)的．③都受到了力的作用最簡單的機(jī)械——杠桿一、杠桿1、概念：一根硬棒在力的作用下，如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫做杠桿注意:(1)“硬棒”是指在力的作用不發(fā)生形變。（2）杠桿可以是直的,也可以是彎曲的,即硬棒可以是各種各樣的形狀2、一根硬棒要成為杠桿，應(yīng)具備兩個(gè)條件：（1）要有力的作用；（2）能繞某固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)滿足，缺一不可。下面這些用具是杠桿嗎？在現(xiàn)實(shí)生活中，你還能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢？下面這些機(jī)械有哪些共同的特征?共同點(diǎn)：一個(gè)點(diǎn)、兩個(gè)力3、杠桿的五要素：1、支點(diǎn)（O）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用O表示2、動(dòng)力(F1)：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F1表示3、阻力(F2)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F2表示說明：（1）動(dòng)力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)，一定作用在杠桿上（2）動(dòng)力和阻力并不一定分布在支點(diǎn)的兩邊，也可以在支點(diǎn)的同一邊。（3）若動(dòng)力和阻力分布在支點(diǎn)的兩邊，則動(dòng)力和阻力的方向是相同的；若動(dòng)力和阻力分布在支點(diǎn)的同一邊，則動(dòng)力和阻力的方向是相反的。F2F1（4）動(dòng)力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一定是相反的，但二者的方向不一定相反。4、動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離。用L1表示注：力的作用線是指通過力的作用點(diǎn)，沿力的方向(或反方向)所畫的直線。（延長線用虛線）L1F1O5、阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離。用L2表示F2OL2注：(1)力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，而不是支點(diǎn)到作用點(diǎn)的距離。(2)力臂不一定在杠桿上。（3）當(dāng)力的作用線通過支點(diǎn)時(shí)，力臂等于0L1對(duì)L1錯(cuò)力臂的畫法：1.先確定杠桿的支點(diǎn)Ｏ和動(dòng)力、阻力的方向。2．過力的作用點(diǎn)沿力的方向畫出力的作用線注意：畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線延長。３．用實(shí)線或虛線作從支點(diǎn)Ｏ向力的作用線引垂線，畫出垂足，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂。4．最后用大括號(hào)勾出力臂，并在旁邊寫上字母L1或L２。畫出圖中各力的力臂畫出圖中各力的力臂【拓展應(yīng)用】

使杠桿保持平衡的最小動(dòng)力的畫法（1）找到杠桿的支點(diǎn)和杠桿上距離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的動(dòng)力作用點(diǎn)；

（2）用虛線連接支點(diǎn)與最遠(yuǎn)動(dòng)力作用點(diǎn)，虛線段長即為動(dòng)力臂；

（3）做出與該線段垂直的直線，標(biāo)上垂足；

（4）最后根據(jù)圖示確定最小力的方向。AO小資料人體內(nèi)的杠桿很多機(jī)器上都有杠桿，可是你知道嗎？人體中也有很多的杠桿在起作用呢？當(dāng)我們拿起一件東西，點(diǎn)一點(diǎn)頭，彎一彎腰或者翹一下腳尖，這時(shí)都得依靠人體的杠桿才能起作用呢！如果你彎一下腰，肌肉就要付出大約1200牛頓的拉力。這是由于在腰部肌肉和脊骨之間形成的杠桿是一個(gè)費(fèi)力杠桿（如圖)。我們長期彎腰工作時(shí)，往往感到腰部酸疼，就是肌肉被拉傷的緣故。

當(dāng)你把腳尖翹起來的時(shí)候，是腳跟后面的肌肉在起作用，腳尖是支點(diǎn)，體重落在兩者之間。這實(shí)際上是一個(gè)省力杠桿(如圖)，這時(shí)肌肉的拉力比體重要小。杠桿平衡的條件二、杠桿的平衡條件：1．杠桿的平衡：杠桿在動(dòng)力和阻力作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們就說杠桿平衡。2．探究杠桿的平衡條件

【提出問題】杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？【猜想與假設(shè)】對(duì)杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間的關(guān)系猜下如下：1、動(dòng)力+動(dòng)力臂=阻力+阻力臂2、動(dòng)力-動(dòng)力臂=阻力-阻力臂3、動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂..4、【實(shí)驗(yàn)器材】杠桿、鉤碼、鐵架臺(tái)、彈簧測力計(jì)?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】當(dāng)杠桿平衡時(shí)，分別測出動(dòng)力F1、阻力F2，動(dòng)力臂L1、阻力臂L2。并多次改變力和力臂，獲取多組數(shù)據(jù)，從而分析總結(jié)出杠桿的平衡條件。注：測量的物理量：力和力臂序號(hào)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm動(dòng)力×動(dòng)力臂阻力F2/N阻力臂L2/cm阻力×阻力臂1

2

3…【實(shí)驗(yàn)表格】（1）把杠桿安裝在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。平衡螺母【實(shí)驗(yàn)步驟】平衡螺母(2)在杠桿兩邊掛不同數(shù)量的鉤碼，把支點(diǎn)右邊的鉤碼對(duì)杠桿的作用力當(dāng)作動(dòng)力F1，支點(diǎn)左邊的鉤碼對(duì)杠桿的作用力當(dāng)作阻力F2。調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡，記下動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂L1、阻力臂L2的數(shù)值。然后把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中。F2F1L2L1（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn)。（4）在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測力計(jì)拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂L1、阻力臂L2記錄表格中?！緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄】實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm動(dòng)力

動(dòng)力臂阻力F2/N阻力臂l2/cm阻力

阻力臂11422228116321283動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析】【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。3、杠桿的平衡條件：

動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂

計(jì)算公式:F1L1=F2L2注意：（1）應(yīng)用公式計(jì)算時(shí)，單位要統(tǒng)一，即動(dòng)力和阻力的單位要一樣，動(dòng)力臂和阻力臂的單位要一樣。（2）杠桿是否平衡，要看力和力臂的乘積是否相等；乘積相等就平衡；否則乘積大的那端下沉。1、讓杠桿在水平位置靜止的目的是：（1）使杠桿的重心在支點(diǎn)，以消除杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響（2）便于直接讀出力臂

2、調(diào)平杠桿在水平位置平衡的方法“左高左調(diào)、右高右調(diào)”

3、多次測量獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的目的是：避免偶然性，獲得普遍性的結(jié)論。【反思與交流】4、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。掛鉤碼后，不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。5、讀數(shù)時(shí)，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(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)三、生活中的杠桿：請(qǐng)仔細(xì)觀察，利用撬棒撬石頭時(shí)，它的動(dòng)力臂和阻力臂，哪個(gè)更長呢？我們?cè)谑褂脮r(shí)，是省力？還是費(fèi)力呢？杠桿平衡時(shí):F1L1=F2L2

得

又因?yàn)?L1>L2

所以,F1<F2=F1L2F2L1我們?cè)谑褂们税羟耸^時(shí)，是了省力.杠桿的種類1．省力杠桿：(1)當(dāng)L1>L2時(shí)，F(xiàn)1<F2為省力杠桿。使用省力杠桿，省力，但費(fèi)距離。鉗子核桃夾子開瓶器（2）省力杠桿的特點(diǎn)是：省力，費(fèi)距離。

我們?cè)谑褂檬×Ω軛U時(shí)，省力，但我們又付出了怎樣的代價(jià)呢？h1＞h22、費(fèi)力杠桿(1)當(dāng)L1<L2時(shí)，F(xiàn)1>F2為費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿，費(fèi)力，但省距離。（2）費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)是:費(fèi)力，省距離h1＜h23、等臂杠桿(1)當(dāng)L1=L2時(shí)，F(xiàn)1=F2為等臂杠桿，使用等臂杠桿，既不省力也不費(fèi)力。托盤天平蹺蹺板旗桿頂部

的定滑輪等臂杠桿（動(dòng)力臂=阻力臂）

L2＝L1Ｆ2

＝

F1（2）等臂杠桿的特點(diǎn)是：不省力，不費(fèi)力；不省距離，不費(fèi)距離杠桿的分類名稱力臂關(guān)系力的關(guān)系特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿l1

l2

F1

F2

撬棒、鍘刀、羊角錘、起子、獨(dú)輪車、鋼絲鉗費(fèi)力杠桿l1

l2

F1

F2

、

理發(fā)剪刀、釣魚竿、

鑷子、

筷子、船槳等臂杠桿l1

l2

F1

F2

不省力、不費(fèi)力

天平、定滑輪1.定義：一根硬棒，在力的作用下繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng).2.五要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂4.探究杠桿平衡的實(shí)驗(yàn)：（1）杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（2）實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡.

目的：可以方便地從杠桿上讀出力臂.（3）結(jié)論：杠桿平衡的條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×