粤沪版八年级物理下册 （探究杠杆的平衡条件）力和机械新课件(第1课时)

第六章力和机械探究杠杆的平衡条件第1课时沪粤版物理八年级下册

1．知道什么是杠杆，能根据实物画出杠杆示意图。2．知道杠杆的平衡条件，会利用杠杆平衡条件解决一些简单的问题。学习目标埃及金字塔是世界七大奇迹之一。其中法老胡夫的陵墓最大，建于公元前二十七世纪，高146.5米，相当于40层楼高，由230万块重约2.5吨的大石块叠成，最大的一块重约16吨，全部工程历时30余年。古埃及人用什么工具创造了这一奇迹？导入新知你知道这些工具是利用了什么原理吗？下面我们就来学习它？1知识点杠杆及其五要素人们生产、生活中用到了下列的工具合作探究今天我们用塔吊建成现代化城市！这些工具具有什么共同特征呢？

注意：硬棒可以是直,也可以是弯曲的,即杠

杆可以是各种各样的形状。物理学中,把能绕某一固定点转动的硬棒,叫做杠杆。跷跷板及上面列举的生产工具都是杠杆。1.受力的作用2.绕固定点转动3.比较坚硬共同特征杠杆的概念定义F2阻力L1动力臂L2阻力臂动力作用线阻力作用线O支点杠杆绕着转动的固定点使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力支点到动力作用线的距离支点到阻力作用线的距离F1动力杠杆的五要素:

一“点”——支点O（一定在杠杆上）动力F1

二“力”——

相对的阻力F2

动力臂L1

三“臂”——

阻力臂L2杠杆五要素画杠杆力臂的方法①找点（确定支点）；②画线（画力的作用线，一般画为虚线）；③作垂线段（从支点向力的作用线作垂线，垂足在力的作用线上，一般画为虚线）；④标力臂（标垂足---直角符号、标力臂---支

点到垂足的距离）。2.

杠杆是否都是直的？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。注意：【例1】如图为一工人用一撬棒撬起一石头，如果他用一向下的力，则点

是支点，如他用一向上的力，则点

是支点。(均填“A”“B”或“C”)BC【导引】如图并结合生活经验可知，当在A点用向下的力撬大石头时，杠杆围绕B点转动，则B点是支点；当在A点用向上的力撬大石头时，杠杆围绕C点转动，则C点是支点。如何找到杠杆的支点假定杠杆转动起来后，杠杆上不动的那一点即为支点。新知小结下列关于杠杆的说法中，错误的是(

)A．杠杆可以是直的，也可以是弯的B．动力使杠杆转动，阻力阻碍杠杆转动C．支点可能在杠杆的端点，也可能在杠杆中间D．杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和1D关于力臂，下列说法正确的是(

)A．力臂一定在杠杆上B．力的作用线通过支点时，力臂为零C．从支点到力的距离叫力臂D．杠杆越长，力臂越长2B2知识点杠杆的平衡条件什么是杠杆的平衡？当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。买菜唉！怎样才使它平衡让我们从跷跷板开始进行探究。合作探究跷跷板的简化装置：为了便于探究跷跷板怎样才能平衡，可以对它进行简化。

用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人。活动：探究杠杆的平衡条件F1F2oL1L2作出杠杆的五要素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：F1+L1=F2+L2假设二：F1–L1=F2–L2假设三：F1/L1=F2/L2假设四：F1

·

L1=F2

·

L2AB3.制定计划与设计实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台测量的物理量:力的大小力臂的长度(2)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？采用A图。实验时，使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出或量出力臂的大小。(1)杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起

什么作用?调节杠杆自身的平衡。实验步骤：1.调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。2.在杠杆的左侧一个位置挂上适量的钩码，记录

此位置，同时在右侧挂上适量的钩码，移动此

钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，记录此

位置。3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出

三组数据。1.在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠

杆在水平位置平衡。2.挂钩码后，不能再移动平衡螺母，只能通过移动

钩码的位置使杠杆平衡。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。实验注意事项4.进行实验与收集数据请同学们开始做实验实验次数F1/NL1/mF2/NL2/m1

2

3

20.1530.10

50.08100.04100.0550.10实验数据记录动力×动力臂＝阻力×阻力臂5.分析论证、得出结论F1·L1=F2·L2或杠杆的平衡条件：总之，杠杆的平衡条件是F1·L1=F2·L2交流与合作你的实验结论与你的假设一致吗?你的结论是什么?【例2】

在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在图甲所示的位置。（1）杠杆的位置如图甲所示，此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向

(填“左”或“右”)移动，使杠杆在水平位置平衡，实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是

。（2）某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，小明同学认为他的做法不合理，理由是

。（3）如果再在图乙杠杆左右两侧各加挂一个钩码，杠杆的

端会下降。（4）利用如图丙所示装置进行实验，每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为

N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将

(填“变大”“不变”或“变小”)。左方便测量力臂一次实验得出的结论具有偶然性左2.25变大【导引】（1）杠杆右端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向左调节；实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，是为了便于测量力臂的长度。（2）根据一次实验得出杠杆平衡的条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂。这种结论具有偶然性，不合理。要进行多次实验，总结杠杆平衡条件。（3）如果再在图乙杠杆左右两侧各加挂一个钩码，3G×3L＞4G×2L，所以杠杆左端下沉。（4）设一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，则力F2的方向竖直向下，由F1L1=F2L2得，0.5N×3×3L=F2×2L，解得，F2=2.25N；从丙图中可以看出，弹簧测力计沿虚线方向拉，力臂将减小，为了保证杠杆在水平位置平衡，则作用力将变大。【答案】:（1）左；方便测量力臂（2）一次实验得出的结论具有偶然性（3）左（4）2.25；变大利用杠杆的平衡条件公式时，动力和阻力的单位要统一为力的单位“N”，动力臂和阻力臂的单位要统一，但不一定是“m”，其他长度单位统一也可以。新知小结1杠杆是否平衡，决定于(

)A．动力与阻力的大小B．动力臂与阻力臂的长短C．动力与动力臂乘积和阻力与阻力臂乘积的

大小D．以上都不对C2【中考·天津】如图所示，在处于水平平衡的杠杆A点，挂上4个钩码(每个钩码的质量为50g，g取10N/kg)，若使杠杆在水平位置保持平衡，作用在杠杆B点的力最小为(

)A．15NB．6NC．3ND．1.5ND1知识小结杠杆平衡条件概念画杠杆力臂的方法归纳新知1.动力方向和阻力方向之间的关系：(1)若支点在杠杆的中间，两力方向基本相同；若支点

在杠杆的一端，两力方向应该相反；(2)动力和阻力中，一个力使杠杆顺时针转动，则另一

个力使杠杆逆时针转动。2.画力臂的顺口溜：一定点，二画线(力的作用线)，

三作垂线段。如图为用瓶起开启瓶盖的情景，请在图中画出该瓶起使用时动力臂、阻力、阻力臂。2易错小结易错点：弄错支点位置1.如图所示，F1是作用在抽水机手柄A点的动力，O为支点，请在图中画出F1的力臂L1，并标出阻力F2。易错点：弄错阻力方向2.画出图中各力的力臂。1课堂练习解：由题图可知，力F为动力，车斗和泥土的总重力为阻力，L1＝1.5m，L2＝0.3m。由杠杆平衡条件得，G×L2＝F×L1，则F＝

＝200N。工人用一辆独轮车搬运泥土。设车斗和泥土的总重力G=1000N，独轮车各部分如图所示，那么，工人运泥土时抬起独轮车需要用的力F是多少？2【中考·河南】如图所示，小华用苹果和橘子来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是(

)A．苹果的重力B．橘子的重力C．杆对橘子的支持力D．苹果对杆的压力3D4杠杆在我国古代就有许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥就是一个杠杆，如图所示，它的支点是________点，动力作用点是______点，阻力是吊桥的________。BA重力【中考·聊城】如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为210N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为________N。5701.过去农村用的舂米工具是一个杠杆，如图所示是它的结构示意图。O为固定点，A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高；抬起脚，石球会落下击打稻谷。若石球重50N，要将石球抬起，脚至少用多大竖直向下的力？(摩擦和杠杆自重均忽略不计)课后练习解：由F1L1＝F2L2得：F1×1m＝50N×0.4m，解得F1＝20N。方法规律：利用公式法解答。2.【中考·龙东】如图所示的杠杆(自重和摩擦不计)，O为支点，A处挂一重为100N的物体，为保证杠杆在水平方向平衡，在中点B处沿________(填“F1”“F2”或“F3”)方向施加一个最小的力为________N。F2200点拨：动力要最小，动力臂要最长，如图所示，力F2垂直于杠杆向上，动力臂最长，为OB。此时有F2×OB＝G×OA，则F2＝G×＝100N×＝200N。3.【中考·宿迁】如图所示，杠杆处于平衡状态，作出所挂重物重力的示意图和在杠杆上A点所加最小作用力F的示意图。点拨：动力F最小时，其力臂最长，则OA为力臂最长；力和力臂是垂直关系，故在A点作OA的垂线，方向向上，即为最小动力F。重物受到的重力的方向是竖直向下的，如图所示。4.【中考·自贡】如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再挂一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将(

)A．还继续处于水平平衡B．右端上升，左端下降C．右端下降，左端上升D．无法确定杠杆的运动状态C点拨：原来杠杆处于平衡状态，在杠杆两边加上相同的钩码后，杠杆是否平衡应由增加的力和力臂的乘积来判定。设每个钩码的质量为m，左侧力臂为L左，由杠杆的平衡条件可得：3mgL左＝2mgL右，解得：L右＝

L左；两端各增加一个钩码后，左端力和力臂的乘积为4mgL左，右端力和力臂的乘积为3mg×L左＝4.5mgL左，则右端力和力臂的乘积大，所以杠杆右端下降，左端上升，故A、B、D错误，C正确。故选C。5.【中考·枣庄】如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是(

)A．杠杆仍能平衡B．杠杆不能平衡，右端下沉C．杠杆不能平衡，左端下沉D．无法判断C方法规律：运用特殊值法解答。开始杠杆平衡，设有1N×3cm＝3N×1cm；再设A和B同时向支点靠近1cm，则左边为1N×2cm＝2N·cm，右边为3N×0cm＝0N·cm，2N·cm>0N·cm，故杠杆左端下沉。6.【中考·玉林】如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中(

)A．动力臂逐渐变大B．阻力臂逐渐变大C．动力F保持不变