新人教版八年级物理下册12.1-杠杆.ppt

12 1杠杆 拔图钉 木板上钉了一枚图钉 你能用手把它拔出来吗 你能选用下图中的工具把图钉从木板中拔出来吗 试试看 探究一 讨论 下列工具工作时有什么共同特征 合作交流 共同特征 有力的作用 绕固定点转动 硬棒 硬棒可以是直的 也可以是弯曲的 即硬棒可以是各种各样的形状 一根硬棒 在力的作用下能绕着固定点O转动 这根硬棒就是杠杆 lever 定义 影响杠杆使用效果的因素 探究二 A 支点 O B 动力 F1 C 阻力 F2 D 动力臂 l1 E 阻力臂 l2 杠杆的五要素 O F1 F2 动力作用线 阻力作用线 注意 力的作用点一定在杠杆上 力的作用线 过力的作用点沿力的方向所画的直线 观察支点 力的作用点和力的方向任意一个因素的改变都可通过哪一个因素反映出来 合作交流 观察支点 力的作用点和力的方向任意一个因素的改变都可通过哪一个因素反映出来 合作交流 观察支点 力的作用点和力的方向任意一因素的改变都可通过哪一个因素反映出来 合作交流 力臂的改变 重点1 怎样画杠杆的力臂 画杠杆力臂的方法 一找支点二画线 力的作用线 三定距离 力臂的长 力臂是从支点到力的作用线的垂直距离 1 画出起瓶器的动力 动力臂和阻力 阻力臂 课堂练习 2 指甲刀可以看成三个杠杆 请画出OED部分的动力 阻力示意图 l1 F1 l2 F2 o F1 F2 F2 L1 L2 L1 L2 F1 F2 L2 L1 O O O F1 画出杠杆的力臂 杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时 我们就说杠杆平衡 一 杠杆平衡 讨论 体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来 问题 杠杆在满足什么条件时才会平衡呢 1 提出问题 杠杆平衡时 动力 动力臂 阻力 阻力臂之间存在着怎样的关系 2 猜想与假设 假设一 假设二 F1 L1 F2 L2 F1 L1 F2 L2 二 探究杠杆的平衡条件 杠杆 钩码 铁架台 弹簧测力计 4 器材 3 测量的物理量 力 力臂 二 探究杠杆的平衡条件 5 实验操作 1 调节平衡螺母 使杠杆在水平位置平衡 保证力臂沿杠杆 便于测量 消除杠杆自重对实验结果的影响 2 杠杆两端挂上不同数量的钩码 移动钩码的位置 使杠杆水平平衡 将动力F1 阻力F2 动力臂l1 阻力臂l2记录在表格中 3 改变阻力和阻力臂的大小 相应调节动力和动力臂的大小 再做几次实验 4 在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力 通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡 将动力F1 阻力F2 动力臂l1 阻力臂l2记录在表格中 二 探究杠杆的平衡条件 寻找杠杆平衡的普遍性规律 避免结论的偶然性 动力 动力臂 阻力 阻力臂即 杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积 结论 杠杆的平衡条件 1 l1 3l2 F1是F2的 倍 2 F1 F2 2 5 l1 l2 3 l1 l2 4 3 F2 60N F1 4 F1 15N F2 75N l1 15cm l2 3 5 2 45N 3cm 课前热身 在 研究杠杆的平衡条件 实验中 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 杠杆的支点通过杠杆的重心 这样做的目的是 实验中 我们是根据测得的数据 通过计算 才归纳出杠杆的平衡条件是 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 力臂为0 不影响杠杆平衡条件 动力 动力臂和阻力 阻力臂 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1L1 F2L2 例1 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 左右力臂L1 L2 在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码 杠杆 填 能或不能 平衡 边下降 例1 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 若使杠杆再次平衡 可在 边的钩码下再挂 个钩码 例1 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码 则 边将下降 极端判断法 例1 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 5 利用本装置探究杠杆平衡条件时需要记录多组数据 这样做的目的是在于 2 作用在杠杆上的动力是4牛 阻力是12牛 当杠杆平衡时 动力臂与阻力臂之比是 1 杠杆在动力和阻力作用下已处于平衡状态 采用下列办法不能使杠杆继续平衡的是 A 对杠杆再施加一个力 这个力的作用线通过支点 B 对杠杆再施加一个力 使这个力作用在杠杆的中心 C 使动力和阻力同时增大为原来的2倍 D 使动力臂和阻力臂同时减小为原来的1 2倍 B 3 1 杠杆的平衡不是力的 平衡 而是 力与力臂的乘积的平衡 课堂练习 2 下列关于杠杆说法中 正确的是 A 杠杆只可以是直的B 杠杆的支点可以不在杠杆上C 杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和D 使用杠杆一定省力 4 图6 1 2 3 一根均匀铜丝 在中点处支住它刚好平衡 现将其右端从中对折起来 如图所示 则杠杆A 仍平衡 B 左端下降 C 右端下降 D 无法判断 请你做一做 4 04连云港 据报道 在杭州动物园 一位物理老师用一只弹簧测力计 称 出了一头大象的质量 如图所示 他动用了吊车 铁笼和长为10m的硬棒作为辅助工具 吊车的吊钩在棒上的固定处距弹簧测力计一端的距离为9m 距系铁笼处的距离为9cm 当棒处于水平平衡时弹簧测力计的示数为200N 若不计棒及铁笼的重 则该大象的质量约为t g取10N kg 从这篇报道介绍的 称象 事例及历史上广为人知的 曹冲称象 故事 你有什么感受 答 F1 F2 动力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2这是省力杠杆 省力杠杆 h S 4h 省力 费距离 省力杠杆的特点 举例生活中省力标杆 4种以上 省力杠杆 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2这是费力杠杆 费力杠杆 S h 4 h 费力 省距离 费力杠杆的特点 举例 费力杠杆 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2这是等臂杠杆 不省力 也不省距离 等臂杠杆的特点 举例 杠杆的分类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 特点应用 特点 应用 特点 应用 三 杠杆的应用 省力 费距离 费力 省距离 不省力 也不省距离 小结 省力杠杆的特点A动力臂大于阻力臂B省力但是费距离费力杠杆的特点A动力臂小于阻力臂B费力但是省距离等臂杠杆的特点A动力臂等于阻力臂B不省力也不省距离 1 图中的铡刀 瓶盖起子 手推车 铁锨都属于杠杆 其中费力杠杆是 在下列工具中省力的是哪一组 A 铡刀 汽车上的刹车闸 羊角锤起钉子 B 镊子 钓鱼杆 剪子 C 铡刀 天平 钓鱼杆 D 镊子 汽车上的刹车闸 钓鱼杆 练习一 A B C D A 练习二 下列说法中哪些是正确的 A 使用杠杆一定会省力 B 省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂 C 动力臂是支点到动力作用点的距离 D 等臂杠杆不省力也不省距离 B C D 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 B端绳子的拉力F与A端重力G相比 A F G B F G C F G D 无法比较 练习三 提示 A B C D 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 B端绳子的拉力F与A端重力G相比 A F G B F G C F G D 无法比较 练习三 A B C D 先画出力臂 再进行判断 2 下列杠杆中 哪一个与其它三个不属于同类 A 正在撬道钉的道钉撬B 正在拔铁钉的羊角锤C 正在起瓶盖的起子D 正在掀土的铁锨 练习 D 1 人体的前臂可视作 填 省力 或 费力 杠杆 当曲肘将重物举起时 阻力臂大小将 填 增大 或 减小 O 费力 减小 3 一根直杆可绕轴O转动 在直杆的中点挂一重物 在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力 如图示 在力F使直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置的过程中 力F大小的变化情况应是 A 一直在增大B 一直在减小C 先增大后减小D 先减小后增大 A 1 找出杠杆的五要素 2 判断动力臂L1 阻力臂L2的变化情况 3 由杠杆平衡条件 F1L1 F2L2 进行分析 分析 4 如图 O是杠杆的支点 为了提高重物G 用与杠杆始终垂直的力F使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置 在这个过程中 A 杠杆始终是省力的 B 杠杆始终是费力的 C 杠杆先是省力的 后是费力的 D 杠杆先是费力的后是省力的 C 分析 F始终垂直杠杆 L1保持 杠杆在缓慢提升过程中 L2逐渐 开始时 L1 L2 是 最终状态 L1 L2 是 不变 增大 省力杠杆 费力杠杆 L2 5 江苏 如图所示的工具中 使用时属于费力杠杆的是 课堂练习 6 如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图 下列说法中正确的是 A 两杠杆均为省力杠杆B 两杠杆均为费力杠杆C ABC为省力杠杆D A B C 为省力杠杆 C 课堂练习 课堂练习 7 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 G 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 典型例题解析 例6 如图6 1 11所示 一个直杠杆可绕轴O转动 在直杆的中点挂一重物 在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F 将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中 力F大小的变化情况是 A 一直增大B 一直减小C 先增大后减小D 先减小后增大 A 图6 1 11 练习 1 用剪刀剪叠得较厚的纸片时 用刀口中部比用刀口头部去剪容易把纸剪断 这是因为 A 增加了动力B 增加了动力臂C 减少了动力D 减少了阻力臂 D 方法小结 在认识杠杆的基础上 重点理解力臂的概念 会画杠杆的力臂 作力臂的一般程序是 确定支点 动力和阻力 画两个力的作用线 必要时作用线可用虚线延长 从支点向两力的作用线作垂线 标明垂足 用大括号标注出相应的力臂 力臂可在杠杆上 也可不在杠杆上 通过支点的力臂为0 杠杆平衡是指杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动状态 杠杆平衡时需满足的条件是F1L1 F2L2 L1 L2分别是动力臂和阻力臂 找准力臂是解决杠杆平衡条件的关键 根据杠杆平衡条件可将杠杆进行分类 当L1 L2时 F1 F2为省力杠杆 当L1 L2时 F1 F2为费力杠杆 当L1 L2时 F1 F2为等臂杠杆 方法小结 滑轮可分为定滑轮和动滑轮 它们都是变形杠杆 定滑轮实质是等臂杠杆 特点是不省力但可改变力的方向 动滑轮实质是动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆 特点是可省一半力 但不能改变力的方向 将定滑轮和动滑轮组合起滑轮组既可省力又可改变力的方向 省力的特点是 F动 距离特点是 S绳 nS物 在解决杠杆和滑轮问题时 经常会与压强 浮力 运动知识来联系 要求学生平时训练中加强综合分析能力的培养 课时训练 4 在下列机械中 羊角锤 钓鱼竿 天平 钢丝钳 筷子 理发剪刀 普通剪刀 铁匠剪刀 缝纫机的脚踏板 10 铡草用的铡刀 11 镊子 12 铁锹 13 道钉撬 14 定滑轮 15 动滑轮 它们中属于省力杠杆的是属于费力杠杆的是 属于等臂杠杆的是 10 13 15 11 12 14 生活 物理 社会 通过本节课大家学到了什么 一 杠杆及杠杆的五要素 二 杠杆的平衡条件 F1 L1 F2 L2 三 生活中的杠杆 1 两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡 则 A 这两个力的大小必须相等B 这两个力的力臂长必须相等C 力臂较长的那个力比较大D 力臂较长的那个力比较小2 要使右图杠杆保持平衡 最省力的方向是 课堂练习 A B C D o D A 1 下列工具在正常使用中 属于费力杠杆的是