八年级物理下册 12.1 杠杆课件 （新版）新人教版.ppt

第1节杠杆 生活中常见杠杆 提问 1 2 3 转轴 绕轴转动 硬棒 杠杆有什么共同的特征呢 让我想一想 杠杆 在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒 动力臂 阻力臂 动力 阻力 阻力的作用线 o 支点 杠杆 五要素 动力的作用线 动力臂 阻力臂 动力 阻力 阻力的作用线 o 支点 动力的作用线 支点 o 杠杆绕着转动的点 支点可以在两力之间也可以在两力之外 动力 f1 促使杠杆转动的力 杠杆 五要素 动力臂 l1 从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂 l2 从支点到阻力作用线的垂直距离 力的作用线 过力的作用点 沿力的方向的直线 动力臂 阻力臂 动力 阻力 阻力的作用线 o 支点 动力的作用线 杠杆 五要素 阻力 f2 阻碍杠杆转动的力 支点在两力之外 支点在两力之外 支点o 动力臂l 阻力臂l 动力 阻力 2 力臂的作法 重点与难点 1 找出支点o 2 沿力的方向作出力的作用线 3 从支点向力的作用线作垂线段 并标出符号 一找支点二画线 力的作用线 三定距离 力臂的长 l1 l2 一找支点二画线 力的作用线 三定距离 力臂的长 o f1 f2 l1 l2 o f2 l2 l1 o f1 f2 练习 什么是力臂 2杠杆是否都是直 回答 力臂是支点到力的作用线的垂直距离 思考讨论 1力臂是一定在杠杆上吗 3若一力作用在杠杆上 作用点不变 但作用方向改变 力臂是否改变 答 不是 答 杠杆可以是直的 也可以是弯的 答 要改变 想一想 1 找出下列各图中动力和阻力 并画出杠杆力臂 2 3 请作出动力臂和阻力臂 方法 作力的作用线 从支点作力的作用线的垂线 4 5 画出图中各力的力臂 6 如图 均匀直棒oa可绕o点转动 请分别画出水平拉力 和重力g的力臂 如果力的作用线过支点 力臂为多少 探究杠杆的平衡条件 物体的平衡状态 杠杆的平衡状态 探究杠杆的平衡条件 猜想 杠杆的平衡可能与哪些因素有关 杠杆的平衡条件 物体的平衡条件 只与力的三要素有关 实验设计 杠杆 钩码 弹簧测力计 铁架台 探究杠杆的平衡条件 器材 测量的物理量 力 力臂 a b两图中的杠杆处于静止状态 实验时采用哪幅图 为什么 讨论 实验时 使杠杆在水平位置平衡 便于在杠杆上直接读出力臂的大小 f1 f2 o 杠杆在什么条件下平衡 探究 探究杠杆的平衡条件 在实验前 是否也要调节杠杆在水平位置平衡 为什么 讨论 实验前 使杠杆在水平位置平衡 为了避免杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响 四研究杠杆的平衡条件 实验前要调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在 位置平衡 这样做是为了 若发现杠杆左端低 右端高 这时应将两端的螺母都向 移 支点通过杠杆的重心 这样做的目的是 实验中 我们要测量的数据有 从杠杆上方便地读出或测量出力臂 右 水平 使重力作用线通过支点 重力的力臂为0 不影响杠杆平衡条件 动力f1 动力臂l1 阻力f2 阻力臂l2 探究杠杆的平衡条件 实验步骤 1 调节杠杆在水平位置平衡 2 在杠杆的左侧挂上适量的钩码 用弹簧测力计在竖直方向拉 使杠杆在水平位置平衡 记下弹簧测力计示数 3 改变钩码数量或位置 重复上面的步骤 得出三组数据 注意事项 1 在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆水平平衡 2 挂钩码后 不能再动平衡螺母 3 读数时 杠杆仍要求是处于水平平衡状态 以便直接读出力臂的长度 杠杆平衡条件 探究杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 f1l1 f2l2 f1 l1 f2 l2 f1xl1 f2xl2 例 如图所示 在距杠杆20厘米的b处挂有600牛的重物 要使杠杆平衡 需要在距b处60厘米的a处至少加牛的力 且方向为 解析 挂在b处的重物对杠杆的力为阻力 用f2表示 阻力臂l2 20厘米 作用在a点的力用f1表示 当竖直向上用力时 所用动力f1最小 此时 动力臂为l1 20厘米 60厘米 80厘米 如图所示 利用杠杆平衡条件 解 f1 l1 f2 l2 f1 80厘米 600牛 20厘米 a b 600牛 o 150 竖直向上 例题假如大人重750n 小女孩重250n 大人离跷跷板的转轴0 5m时 小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡 已知 f2 750n l2 0 5m f1 250n 求 l1 例题假如大人重750n 小女孩重250n 大人离跷跷板的转轴0 5m时 小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡 例题假如大人重750n 小女孩重250n 大人离跷跷板的转轴0 5m时 小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡 例题用一杠杆撬起一块重1000牛的石头 如果动力臂是150厘米 阻力臂是30厘米 那么要撬动这块石头 需用多大的力 已知 f2 1000牛l1 150厘米l2 30厘米求 f1 答 撬动这块石头需用200牛的力 o l1 9m l2 6cm f1 200n f2 例题 解 杠杆的分类 三类杠杆 若l1 l2 则f1f2 若l1 l2 则f1f2 若l1 l2 则f1f2 小结 判断杠杆的类型 实际就是比较动力臂和阻力臂的大小 杠杆要平衡 力乘力臂等 大力力臂小 小力力臂大 l1 l2f1 f2 动力 阻力 l1f2 动力 阻力 l1 l2f1 f2 动力 阻力 小结 判断杠杆的类型 实际就是比较动力臂和阻力臂的大小 f3 f2 f4 f1 哪个方向更省力 f1 f2 f3 向什么方向最省力 try 如图所示 o为支点 在a点挂一个重物g 要使杠杆平衡 则在b点施加的最小力是 l1 l2 l4 f1 杠杆的分类 请对下列器具应用的杠杆进行分类 杠杆的分类 请对下列器具应用的杠杆进行分类 生活 物理 社会 生活中的剪刀 思考 什么情况下 人们会选用费力杠杆 使用费力杠杆有什么好处 当时 人们会选用费力杠杆 使用费力杠杆会很方便 阻力点 支点 用力点 理发剪 铁皮剪 通过对力点 重点 支点的分析 理发剪是费力杠杆 铁皮剪是省力杠杆 1 如图所示 轻杆ao长l 可绕o转动 a端用绳子吊起 当一150n重物吊于ao上的b点 且ab l 5 求绳子所能承受的最大拉力 o b a 2 有一重力不计 长2m的杠杆 左端挂50n的重物 右端挂150n的重物 若使杠杆在水平位置平衡 支点应离左端多远 o f1 f2 5 如图所示杠杆在水平位置平衡 如果两个球以相同的速度同时匀速向支点移动 杠杆还会平衡吗 g 例1 如图所示杠杆 在a端施一个始终与杠杆垂直的力f 当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时 f大小的变化情况是 a 大小不变b 由大变小c 先变大后变小d 先变小后变大 例2 如图所示杠杆 在a端施一个始终与杠杆垂直的力f 当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时 f大小的变化情况是 a 大小不变b 由小变大c 先变大后变小d 先变小后变大 例3 如图所示杠杆 在a端施一个始终与杠杆垂直的力f 当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时 f大小的变化情况是 a 大小不变b 由小变大c 先变大后变小d 先变小后变大 杠杆的动态分析 变式1 如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图 它是应用杠杆平衡原理进行工作的 图中o为固定转轴 杆右侧的a端连接着石球 脚踏杆左侧b端可以使石球升高到p处 放开脚 石球会落下击打稻谷 若脚用力f 并且方向始终竖直向下 假定在石块从最低点升起到p处的过程中 每个位置杆都处于平衡状态 则 a 力f的大小始终不变b 力f先变大后变小c 力f和它的力臂的乘积始终不变d 力f和它的力臂的乘积先变大后变小 变式2 如图所示 o为杠杆的支点 在杠杆的右端b点处挂一重物 mn是以a为圆心的弧线导轨 绳的一端系在杠杆的a点 另一端e可以在弧线形导轨上自由滑动 当绳的e端从导轨的一端n点向另一端m点滑动的过程中 杠杆始终水平 绳ae对杠杆拉力的变化情况是 o m n e b a a 先变大后变小b 先变小后变大c 一直变小d 一直变大 b 2 杠杆偏转问题 已知ao bo fl f2的大小及方向都不变 如将它们的作用点同时向支点o移动相同的距离 则杠杆将 a b端下沉b a端下沉c 仍平衡d 无法判断 极限思想数学比较 在上题中 如果保持两个力的力臂不变 两个力f1 f2同时减少相同的力 则杠杆将 a b端下沉b a端下沉c 仍然平衡d 无法判断 例1 如图所示 在一根长为1m 横截面积为6cm2 密度0 8 103kg m3的均匀木棒左端 挂一个重为16n的石块 问绳套o应在何处可以使木棒处于水平位置平衡 3 状态方程问题 例2 如图所示 将一个长方体的重物甲挂在杠杆的左端a点 一个人在杠杆支点右侧的b点通过滑环对杠杆施加了竖直向下的力f1 使杠杆在水平位置静止 已知oa ob 4 1 f1的大小为100n 在重物下端加挂另一重物乙 仍然在b点通过滑环对杠杆施加竖直向下的力 大小为f2 当滑环向右移到c点 此时通过滑环对杠杆施加竖直向下的力为f3 f2和f3均能使杠杆在水平位置平衡 已知f2 f3 80n 且bc ob 1 2 求 1 重物甲的重力 2 重物乙的重力 重物甲的重力25n 重物乙的重力35n 例3