寒假自習(xí)課 25春初中物理北師版八年級(jí)下冊(cè)上課課件 第九章 第一節(jié) 杠桿

第九章機(jī)械和功第一節(jié)

杠桿1學(xué)習(xí)目標(biāo)2課時(shí)導(dǎo)入3感悟新知4隨堂檢測(cè)5課堂小結(jié)1.認(rèn)識(shí)杠桿，通過(guò)課堂作圖分析，知道杠桿的特點(diǎn)即五要素2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、現(xiàn)象分析，知道杠桿的平衡條件3.能夠運(yùn)用杠桿平衡條件計(jì)算并解釋一些生活問(wèn)題4.通過(guò)課堂探究、理論分析，能對(duì)杠桿進(jìn)行分類，能夠辨析三類杠桿并分辨生活中常見(jiàn)物體的杠桿類型5.了解特殊杠桿——輪軸，和我國(guó)古代對(duì)杠桿原理的應(yīng)用真的嗎？只要給我一個(gè)支點(diǎn)，我就可以移動(dòng)地球?！⒒椎掠^察兩幅圖知識(shí)點(diǎn)杠桿的特點(diǎn)1實(shí)際生產(chǎn)生活中有各種不同的剪刀，這些剪刀在結(jié)構(gòu)上有什么不同？適用的場(chǎng)合有什么不同？這些不同的背后蘊(yùn)含著什么物理道理？知識(shí)點(diǎn)杠桿的特點(diǎn)1軸承撬棍羊角錘開(kāi)瓶器想一想，它們?cè)谑褂弥杏惺裁垂餐攸c(diǎn)?知識(shí)點(diǎn)杠桿的特點(diǎn)1定義：我們把這種利用直桿或曲桿，在力的作用下繞桿上一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)單機(jī)械叫作杠桿。共同特點(diǎn):這幾種工具在使用過(guò)程中都是繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的。知識(shí)點(diǎn)杠桿的特點(diǎn)1這個(gè)“繞桿上一固定點(diǎn)”的固定點(diǎn)叫支點(diǎn)，通常用O表示。杠桿的五要素:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫動(dòng)力，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力。支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫動(dòng)力臂，支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫阻力臂。知識(shí)點(diǎn)杠桿的特點(diǎn)1用硬棒撬石頭的示意圖:硬棒就是一個(gè)杠桿，其中O為支點(diǎn)，F(xiàn)1為動(dòng)力，L1為動(dòng)力臂，F(xiàn)2為阻力，L2為阻力臂。知識(shí)點(diǎn)杠桿的特點(diǎn)1生活中常見(jiàn)杠桿:船槳知識(shí)點(diǎn)杠桿的特點(diǎn)1討論分析此圖杠桿的要素生活中常見(jiàn)杠桿:知識(shí)點(diǎn)杠桿五要素2生活中常見(jiàn)杠桿:歸納根據(jù)前面幾幅圖分析杠桿的支點(diǎn)所在位置有兩種情況：1.在兩力之間2.在兩力之外知識(shí)點(diǎn)杠桿作圖（重難點(diǎn)）11，找支點(diǎn)。2，分析阻力和動(dòng)力，并沿力的方向畫出力的作用線。動(dòng)力Ｆ１支點(diǎn)O動(dòng)力臂L13，從支點(diǎn)向力的作用線作垂線段，即為對(duì)應(yīng)力的力臂。阻力Ｆ2阻力臂L2杠桿的特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)杠桿的平衡條件21.實(shí)驗(yàn)猜想：杠桿的平衡條件與什么有關(guān)？動(dòng)力，阻力，動(dòng)力臂，阻力臂。2.實(shí)驗(yàn)器材：杠桿、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)等。實(shí)驗(yàn)：探究杠桿的平衡條件一、制定方案知識(shí)點(diǎn)杠桿的平衡條件2甲，杠桿在水平位置平衡，便于在杠桿上直接讀出力臂的大小。一、制定方案3.實(shí)驗(yàn)裝置：思考實(shí)驗(yàn)裝置使用甲還是乙，理由是什么？知識(shí)點(diǎn)杠桿的平衡條件2（1）實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。一、制定方案4.實(shí)驗(yàn)操作：哪一端高，平衡螺母就向哪一端調(diào)。即杠桿右端高，平衡螺母向右調(diào)；左端高，平衡螺母向左調(diào)。調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡的目的：消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響。知識(shí)點(diǎn)杠桿的平衡條件2（2）在杠桿的兩側(cè)分別掛上一串一定數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)其位置，讓杠桿再次水平平衡。一、制定方案4.實(shí)驗(yàn)操作：討論：看圖彈簧測(cè)力計(jì)討論我們應(yīng)使用哪種方式拉動(dòng)，說(shuō)明理由。提示：掛鉤碼后，不能再動(dòng)平衡螺母第一種。便于直接讀取力臂大小，只有杠桿水平位置平衡且彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉，力臂正好在杠桿上。知識(shí)點(diǎn)杠桿的平衡條件2（3）然后通過(guò)增減鉤碼的數(shù)量，或用彈簧測(cè)力計(jì)替換其中一串鉤碼拉杠桿，改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小，并隨之調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡。一、制定方案4.實(shí)驗(yàn)操作：使用控制變量法多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。目的：避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，得出普遍性規(guī)律。知識(shí)點(diǎn)杠桿的平衡條件2實(shí)驗(yàn)表格：二、收集證據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m123322436233232…4334知識(shí)點(diǎn)杠桿的平衡條件2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：三、分析與論證由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂進(jìn)行定量分析得：F1l1＝F2l2結(jié)論：杠桿的平衡條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂提示：利用此公式計(jì)算時(shí)，力和力臂的單位各自要統(tǒng)一。

練1

圖甲是某實(shí)驗(yàn)小組探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）掛鉤碼前，杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時(shí)杠桿處于______（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)；要想使杠桿在水平位置平衡，接下來(lái)應(yīng)將杠桿兩端的螺母向______（選填“左”或“右”）側(cè)調(diào)節(jié)；

（2）圖乙是一個(gè)平衡的杠桿，此時(shí)調(diào)節(jié)杠桿在水平方向平衡的目的是________________。此時(shí)若推動(dòng)右側(cè)鉤碼的懸線（如圖丙所示），就會(huì)發(fā)現(xiàn)杠桿______（選填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）；平衡便于測(cè)量力臂的長(zhǎng)度左左端下沉

練1

（3）小組中有的同學(xué)采用在圖乙右端用彈簧測(cè)力計(jì)代替鉤碼，將測(cè)力計(jì)豎直向下拉的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣做的好處是______________________；

（4）在探究過(guò)程中，需要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的是_____________________；通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得出杠桿平衡條件是__________________；

（5）某同學(xué)提出，若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？于是該小組利用圖丁所示的裝置進(jìn)行探究，以彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為動(dòng)力F1，鉤碼對(duì)繩子拉力為阻力F2，多次改變動(dòng)力作用點(diǎn)的位置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)，F(xiàn)1l1______F2l2，其原因可能是______________________。彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力更加精確，直觀簡(jiǎn)單得到普遍規(guī)律，避免偶然性F1l1＝F2l2＞杠桿自重產(chǎn)生的影響

練21增大如圖所示，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600N。求：

（1）動(dòng)力臂L1；

（2）雙手支持力F。

練31.5m360N知識(shí)點(diǎn)杠桿分類3利用撬棒只要用較小的力就能撬動(dòng)較重的物體，利用羊角錘只要用較小的力就能拔出釘子。這類杠桿是省力杠桿，它們的動(dòng)力臂大于阻力臂，使用它們可以省力。特點(diǎn)：省力，費(fèi)距離支點(diǎn)O知識(shí)點(diǎn)杠桿分類3劃船者需要用較大的力拉動(dòng)槳柄才能使槳葉在水中劃動(dòng)，但是劃船者的手移動(dòng)較小的距離，就能使槳葉在水中移動(dòng)較大的距離。特點(diǎn)：費(fèi)力，省距離這類杠桿是費(fèi)力杠桿，它們的動(dòng)力臂小于阻力臂。知識(shí)點(diǎn)杠桿分類3動(dòng)力臂等于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件可得，動(dòng)力等于阻力，此類杠桿為等臂杠桿。F2F1阻力臂l2動(dòng)力臂l1特點(diǎn)：等臂杠桿既不省力也不省距離，是為了改變力的方向總結(jié)類型特征特點(diǎn)實(shí)例省力杠桿l動(dòng)＞l阻F1<F2省力費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀等費(fèi)力杠桿l動(dòng)＜l阻F1>F2費(fèi)力省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂、人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚竿等等臂杠桿l動(dòng)＝l阻F1＝F2不省力不省距離，改變力的方向天平、蹺蹺板等如圖所示，從杠桿的分類來(lái)說(shuō)，食品夾屬于______杠桿，若需要夾起一個(gè)較滑且較重的食物，握夾子的手指應(yīng)該距離食物更_____

（填“近”或“遠(yuǎn)”）。

練1費(fèi)力近練2費(fèi)力省距離省力費(fèi)距離練3請(qǐng)對(duì)下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：省力杠桿費(fèi)力杠桿生活中的物理人體中的部分杠桿科學(xué)窗輪軸輪軸也是一種常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械，由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成。習(xí)慣把大輪叫輪，小輪叫軸。常見(jiàn)的汽車方向盤和閥門旋鈕都是輪軸類機(jī)械。科學(xué)窗輪軸輪軸可看作杠桿的變形，本質(zhì)上是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿。轆轤是典型的輪軸，其中輪的半徑為R，軸的半徑為r。由杠桿平衡條件可知F1R=F2r，因?yàn)檩啺霃絉大于軸半徑r，所以作用在輪上的力F1總是小于作用在軸上的力F2。因此使用轆轤可以省力。科學(xué)窗輪軸生活中常見(jiàn)的輪軸：扳手水龍頭把手門把手皮卷尺搖把實(shí)踐活動(dòng)自制戥子戥(děng)子是我國(guó)中藥店常用的一種稱量藥材質(zhì)量的工具。它由秤桿、秤盤和秤砣等組成。實(shí)踐活動(dòng)自制戥子操作：試著用一根筷子或細(xì)竹棍作秤桿，一個(gè)螺母或其他重物作秤砣，一個(gè)硬紙盤或紙杯作秤盤，一段細(xì)線作提組，制作一把戥子。利用砝碼或已知質(zhì)量的物品標(biāo)出秤桿上的刻度，并觀察刻度是否均勻。拓展閱讀我國(guó)古代的杠桿舂米的踏碓汲水的桔槔拓展閱讀我國(guó)古代的杠桿1981年，在長(zhǎng)沙發(fā)掘出土了一套戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的天平和砝碼。這架天平制作精細(xì)，大小跟我們現(xiàn)在做實(shí)驗(yàn)用的天平差不多。在木質(zhì)橫梁的中點(diǎn)拴有絲線提紐，橫梁兩端各系一個(gè)銅盤，并配有9個(gè)規(guī)格不同的砝碼。從這架天平來(lái)看，當(dāng)時(shí)的稱量已經(jīng)相當(dāng)精確了。拓展閱讀我國(guó)古代的杠桿對(duì)于杠桿的原理，我國(guó)古代人民也進(jìn)行了深入的研究。早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，墨子就對(duì)杠桿的原理做出了精辟的表述。他指出，稱重物時(shí)秤桿之所以會(huì)平衡，是因?yàn)椤氨尽倍獭皹?biāo)”長(zhǎng)。用現(xiàn)代的科學(xué)語(yǔ)言來(lái)說(shuō),“本”即為阻力臂,“標(biāo)”即為動(dòng)力臂，寫成力學(xué)公式就是動(dòng)力×動(dòng)力臂(“標(biāo)”)=阻力×阻力臂(“本”)。1.如圖，重力為G的均勻硬棒懸于O點(diǎn)成豎直狀態(tài)，在下端施加一個(gè)水平向左的拉力讓棒勻速轉(zhuǎn)過(guò)θ角（θ＜90°）。在硬棒轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中動(dòng)力大?。ǎ〢．一直不變B．逐漸變小C．逐漸變大D．無(wú)法確定C 2.骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)等構(gòu)成了人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，人體中最基本的運(yùn)動(dòng)大多是由肌肉牽引骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的。下列關(guān)于人體中的杠桿說(shuō)法正確的是（）A．圖甲：手托重物時(shí)，可視為省力杠桿B．圖甲：手托重物時(shí)，肱二頭肌對(duì)前臂的牽引力是阻力C．圖乙：踮腳時(shí)，可視為費(fèi)力杠桿D．圖乙：向上踮腳的過(guò)程中，腓腸肌對(duì)足部骨骼的牽引力是動(dòng)力D 3.我國(guó)民俗活動(dòng)豐富多彩，在立夏時(shí)節(jié)，有的地方會(huì)給孩子稱體重，冀求孩子健康成