2025年春新滬科版物理八年級下冊課件 第十一章 簡單機械 第一節(jié) 探究：杠桿的平衡條件 第1課時 杠桿的平衡條件

第一節(jié)探究：杠桿的平衡條件滬科版·八年級物理1.杠桿的平衡條件第十一章簡單機械本節(jié)要點1.能完成“探究杠桿的平衡條件”的實驗；2.能猜想杠桿平衡條件，并能通過實驗來驗證猜想；3.知道杠桿是一種模型，并能分析生產(chǎn)生活中不同類別的杠桿；4.能體會我國古代在杠桿使用方面的智慧。以下是生活中常見的幾種工具：剪刀天平核桃鉗結(jié)合實際使用過程，它們有什么共同的特點嗎?它們都有一根能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒探究新知認識杠桿知識點一筷子1.定義：物理學中，這種在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒就稱為杠桿。杠桿2.特點：

①有力的作用②能繞著固定點轉(zhuǎn)動③不易發(fā)生形變的硬棒點擊畫面播放硬棒不一定是直棒，也可以是彎的或其他形狀，如剪刀、羊角錘等。3.杠桿的五要素人們用棒撬動石頭時，經(jīng)常用圖中的方式，這就利用了杠桿的原理。固定點F硬棒3.杠桿的五要素支點AOB動力（F1）阻力（F2）動力臂（l1）阻力臂（l2）支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點（O）動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力（F1）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力（F2）動力臂:從支點到動力作用線的距離（l1）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離（l2）動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力（F1）支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點（O）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力（F2）動力臂：從支點到動力作用線的距離（l1）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離（l2）①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；②力臂不一定在杠桿上；③若力的作用線過支點，則力臂為零。3.杠桿的五要素①找支點；②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；③過支點作力的作用線的垂線段，標上垂足；④用大括號或反向箭頭標出支點到垂足間的線段，標字母l1或l2，該線段就是力臂.4.力臂的畫法力臂的表示方法OF動F阻l動l阻例1

如圖所示，是一個Z形杠桿，請在圖中畫出力F對支點O的力臂l。l實驗：探究杠桿的平衡條件知識點二在使用杠桿中，杠桿的平衡狀態(tài)是一種非常重要的狀態(tài)。所謂平衡狀態(tài)杠桿處于靜止狀態(tài)或繞支點勻速轉(zhuǎn)動的狀態(tài)都叫平衡狀態(tài)。思考杠桿在滿足什么條件時才會平衡？探究實驗杠桿的平衡條件【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(guān)系？【猜想假設(shè)】假設(shè)一：假設(shè)二：F1·l1=F2·l2【實驗?zāi)康摹?.探究杠桿的平衡條件。2.學習如何分析實驗數(shù)據(jù)來驗證猜想?！ぁぁぁぁぁじ軛U、鐵架臺、鉤碼等?！緦嶒炂鞑摹俊緦嶒炘O(shè)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(guān)系。所掛鉤碼不宜過多。小心操作，避免鉤碼摔落造成物品損壞。安全警示思考1.為什么支點要在杠桿的中點?3.掛鉤碼后，還可以調(diào)節(jié)平衡螺母嗎?2.實驗前為什么要調(diào)節(jié)杠桿兩端平衡螺母?4.掛鉤碼后，為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡?【實驗步驟】1.按圖裝配實驗裝置。在掛上鉤碼前調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，將杠桿調(diào)節(jié)至水平位置平衡。2.在杠桿支點兩側(cè)懸掛不同個數(shù)的鉤碼，它們對杠桿的作用力分別作為動力F1、阻力F2。移動鉤碼的懸掛位置，使杠桿在水平位置重新平衡，在自己設(shè)計的記錄表中記錄此時杠桿兩側(cè)所受作用力的大小、動力臂l1和阻力臂l2

。3.改變動力F1和動力臂l1的大小，重復(fù)實驗，并將數(shù)值記錄在記錄表中?！緦嶒灁?shù)據(jù)】次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.050.50.120.50.210.1310.151.50.1【分析論證】求出每次實驗中力與力臂的乘積，第1次實驗：________________________________第2次實驗：________________________________第3次實驗：________________________________

F1l1=1.0N×0.05m=0.5N×0.1m=

F2l2F1l1=0.5N×0.2m=1.0N×0.1m=

F2l2F1l1=1.0N×0.15m=1.5N×0.1m=

F2l2【實驗結(jié)論】杠桿的平衡條件為:動力×動力臂=阻力×阻力臂即F1l1=F2l2.即：杠桿的平衡取決于力和力臂的乘積?！痉此冀涣鳌?.

實驗結(jié)論與猜想是否有差異?結(jié)論是否可靠？還有進一步的改進措施嗎?實驗結(jié)論與猜想是相符合的。為使結(jié)論更加可靠，進一步改進的措施有：(1)仔細調(diào)整，使每次實驗時杠桿都在水平位置平衡；(2)細心測量每個鉤碼的質(zhì)量，看與其標明的質(zhì)量是否一致；(3)可以多測幾組實驗數(shù)據(jù)，避免實驗的偶然性。2.實驗中，如果杠桿不在水平位置平衡，動力臂和阻力臂能否直接從杠桿上讀出?為什么?實驗中，如果杠桿不在水平位置平衡，那么動力臂與阻力臂都不在杠桿上，因此不能直接從杠桿上讀出動力臂和阻力臂?！痉此冀涣鳌坷?如圖是小蘭探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置。關(guān)于此實驗，下列說法錯誤的是()A.實驗過程中使杠桿在水平位置平衡是為

了方便測量力臂B.多次實驗是為了避免偶然性，得到普遍

規(guī)律C.要使杠桿在圖示位置平衡，需要在B點掛4個相同的鉤碼D.為了保持杠桿在水平位置平衡，在B點施

加力的方向由①位置到②位置的過程中，

所需施加的力大小不變D用力傳感器探究杠桿的平衡條件按圖裝配實驗裝置。先調(diào)節(jié)杠桿水平，在杠桿一側(cè)懸掛鉤碼，另一側(cè)連接傳感器并使杠桿保持水平，記錄此時杠桿兩側(cè)所受作用力的大小及動力臂和阻力臂。改變鉤碼或傳感器到杠桿支點的距離，重復(fù)進行實驗。分析杠桿平衡時動力、動力臂和阻力、阻力臂之間的關(guān)系，總結(jié)杠桿的平衡條件。DIS實驗室學科綜合桿秤桿秤是中國古代的一大發(fā)明，秤錘、秤桿分別叫“權(quán)”和“衡”，寓意做任何事情都要權(quán)衡輕重。桿秤作為稱量質(zhì)量的工具，使用已經(jīng)超過2000年，其工作原理正是杠桿平衡條件。桿秤的設(shè)計與制作涉及桿秤的發(fā)展歷史、制作工藝、材料選擇以及定標的數(shù)值計算等知識。請大家查閱并整理資料，了解桿秤的發(fā)展歷程及對社會發(fā)展的貢獻；設(shè)計并制作一把兼具藝術(shù)性和實用性的桿秤。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，測量質(zhì)量的工具也在不斷發(fā)展，桿秤已慢慢淡出了我們的生活。但是，物理天平、分析天平、超微量天平、電子汽車秤、電子吊秤等測量物體質(zhì)量的工具卻依然在我們生活中發(fā)揮著重要作用。請了解這些“新”工具，談?wù)勊鼈兌肌靶隆痹谀膬?點擊圖片觀看點擊圖片觀看隨堂練習1.兩個力作用在杠桿兩端使杠桿平衡，則()A.這兩個力的大小必須相等

B.這兩個力的力臂長必須相等

C.力臂較長的那個力比較大

D.力臂較長的那個力比較小D2.下列杠桿平衡的是（桿重和摩擦力均不計）（）C3.如圖所示的杠桿處于水平平衡，若在杠桿兩邊的鉤碼下再加一個鉤碼（鉤碼的質(zhì)量都相同），杠桿將（）A.還繼續(xù)處于水平平衡B.右端上升，左端下降C.右端下降，左端上升D.無法確定杠桿的運動狀態(tài)C4.找出下圖中動力和阻力，并畫出杠桿力臂。OF1F2l1l2BAOFOBA圖1圖25.請畫出下圖中杠桿的力臂。l1l2l1l2課堂小結(jié)五要素平衡條件力臂的畫法杠桿