粤沪版八年级物理下册 （探究杠杆的平衡条件）力和机械教育课件

力和机械6.5探究杠杆的平衡条件-第六章

一认识杠杆新知梳理1.定义:物理学上,把能绕某一固定点

的硬棒(直棒或曲棒),叫做杠杆。

2.杠杆的五要素(如图6-5-1所示)

转动图6-5-1新知梳理支点:杠杆绕着

的点,常用O来表示。

动力:使杠杆

的力,常用F1来表示。

阻力:

杠杆转动的力,常用F2来表示。

动力臂:从支点到

的距离,常用L1来表示。

阻力臂:从支点到

的距离,常用L2来表示。

[说明]①杠杆是为了解决物体“转动”过程中的物理问题而建立的一种物理模型。②力的作用线是指表示力的线段所在的直线。转动转动阻碍动力作用线阻力作用线二探究杠杆的平衡条件新知梳理1.杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下

或

,称为杠杆平衡。2.探究杠杆平衡条件(1)实验器材:支架、钩码、带有等分刻度的均匀木尺、细线。(2)实验步骤①将杠杆安装在支架上,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在

位置平衡。静止匀速转动水平新知梳理②在杠杆的两边挂上不同数量的钩码,调节钩码的位置,使杠杆在

位置重新平衡,如图6-5-2所示,用F1、F2表示钩码的拉力,L1、L2分别表示两个力的力臂,测量并记录数据。③保持左右两边钩码的位置不变,改变钩码的数量,使杠杆在

位置平衡,测量并记录数据。

④保持左右两边钩码的数量不变,改变钩码悬挂的位置,使杠杆在

位置平衡,测量并记录数据。水平水平水平图6-5-2实验序号左侧右侧拉力F1/N距离L1/m拉力F2/N距离L2/m123新知梳理(3)记录数据(4)实验结论杠杆的平衡条件:动力×

=阻力×

,

即:F1×

=F2×

或F1/F2=

。动力臂阻力臂L1

L2

L2/L1(5)评估交流①实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,实验过程中通过改变钩码的数量、位置使杠杆在水平位置平衡,目的分别是消除杠杆自重对实验的影响、便于测量力臂。②用弹簧测力计代替钩码,斜向下拉杠杆,可以证明杠杆的平衡条件为“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,而不是“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。③多次实验的目的是避免偶然因素的影响,得到普遍性的规律。新知梳理类型省力杠杆费力杠杆等臂杠杆示意图力臂关系

动力臂L1____阻力臂L2

动力臂L1____阻力臂L2

动力臂L1____阻力臂L2三杠杆的分类和应用新知梳理>

<=

力的关系

动力F1______阻力F2动力F1______阻力F2动力F1______阻力F2特点省力但费距离费力但省距离既不省力也不费力，既不省距离也不费距离应用撬棒、开酒瓶的起子缝纫机脚踏板、筷子托盘天平新知梳理<>=类型一杠杆力臂的画法应用示例例1

[2019·昆明]请画出图6-5-3中力F的力臂,并以“L”表示。图6-5-3[答案]如图所示应用示例应用示例方法指导杠杆力臂的画法找支点画力线作垂段确定支点，即杠杆绕其转动的固定点沿力的方向画力的作用线，延长线或反向延长线要用虚线作支点到力的作用线的垂线，标注垂足，该垂线段即为力臂类型二探究杠杆的平衡条件应用示例例2

在探究杠杆平衡条件的实验中:(1)小明发现杠杆右端低、左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向

调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是

。

左消除杠杆自重对实验的影响应用示例(2)如图6-5-4甲所示,在杠杆左侧A处挂4个相同的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右侧B处挂

个相同的钩码。(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将

,原因是

。图6-5-43其力臂变小了变大应用示例实验点拨探究杠杆平衡条件实验中应注意的问题实验前杠杆平衡调节水平平衡实验中杠杆平衡调节多次实验依据：“右低左调、左低右调”，即如果杠杆右边低，要把平衡螺母向左调节；如果杠杆左边低，要把平衡螺母向右调节目的：①实验前使杠杆自身重力的作用线经过支点，消除杠杆自身重力对实验的影响；②实验时便于测量力臂注意：实验中不可以再调节平衡螺母目的：使实验结论更具有普遍性，避免数据的偶然性类型三杠杆的应用应用示例例3如图6-5-5甲所示是打开订书器准备装入订书钉的情景,其工作臂OBA可看成一根绕O点转动的杠杆,简化示意图如图乙所示,F2为拉杆BC对工作臂的阻力。请在图乙中画出杠杆平衡时的阻力臂L2、作用在A点的最小动力F1和动力臂L1。图6-5-5[答案]如图所示应用示例

四步法作最小动力根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,阻力及阻力臂一定时,动力与动力臂的大小成反比,即动力臂越长,动力就越小。所以要作最小动力,应先作出最长动力臂,再根据最长动力臂作出相应的最小动力。具体步骤:应用示例方法指导确定支点和动力作用点连接支点和动力作用点，所得的线段即为最长动力臂作最长动力臂的垂线，即为最小动力的作用线根据动力使杠杆转动方向与阻力方向相反，从而确定最小动力的方向例4指甲刀是生活中常用的小工具,如图6-5-6所示,它包含三个杠杆,关于这三个杠杆的说法正确的是 (

)A.一个省力杠杆,两个费力杠杆B.一个费力杠杆,两个省力杠杆C.三个都是省力杠杆D.三个都是费力杠杆应用示例A图6-5-6应用示例应用示例方法指导两种方法判断实际生活中杠杆的类型方法一:首先确定杠杆的支点、动力作用点及阻力作用点的位置,粗略判断出动力臂和阻力臂的大小关系,得出杠杆的类型。若动力臂大于阻力臂,则为省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,则为费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则为等臂杠杆。方法二:根据杠杆使用的目的进行判断,若是为了省力,则是省力杠杆;若是为了省距离,则是费力杠杆。课堂小结杠杆定义：把能绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆五要素平衡条件分类省力杠杆费力杠杆等臂杠杆F1L1=F2L2或F1/F2=L2/L1课堂小结五要素支点O动力F1动力臂L1阻力F2阻力臂L2课堂反馈A某一固定点硬②④⑤2.作用在杠杆上促使杠杆转动的力叫做

,阻碍杠杆转动的力叫做

。支点到

的距离叫做力臂。力臂

(选填“一定”或“不一定”)在杠杆上,力的作用点

(选填“一定”或“不一定”)在杠杆上。课堂反馈A动力阻力力的作用线不一定一定课堂反馈A3.如图5-1所示是用螺丝刀撬图钉的示意图,其中O点是

,F1是

,F2是

,L1是

,L2是

。

支点动力阻力动力臂阻力臂图5-14.如图5-2所示,一名同学在做俯卧撑,如果把人的躯干看成一个杠杆,该杠杆的支点是

(填图中字母)点,动力是

(选填“手掌对地面的压力”或“地面对手掌的支持力”),阻力是

。课堂反馈A图5-2B地面对手掌的支持力人自身的重力5.下列说法正确的是 (

)A.支点一定在动力作用点和阻力作用点之间B.杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和C.杠杆可以是直的,也可以是弯的D.从支点到动力作用点的距离叫动力臂课堂反馈AC6.如图5-3所示,用轻质杆将一电灯吊起,O点是支点,请画出动力F1的力臂和阻力F2的示意图。课堂反馈A图5-3[答案]如图所示1.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,请你一起来解决下列问题:(1)实验前出现图5-4甲所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向

(选填“左”或“右”)调整。课堂反馈B图5-4左(2)实验过程中出现了图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向

(选填“左”或“右”)移动

格。

(3)实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是

。课堂反馈B右1便于测量力臂2.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,杠杆在如图5-5所示位置平衡,则右侧虚线框内悬挂了

个钩码,判断的依据是

。课堂反馈B3F1L1=F2L2(或动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂)图5-53.动力臂小于阻力臂的杠杆是________杠杆;动力臂大于阻力臂的杠杆是________杠杆;动力臂等于阻力臂的杠杆是________杠杆。(均选填“省力”“费力”或“等臂”)4.如图5-6所示描绘的是杠杆在生活中的应用,其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_______。(均填字母)课堂反馈B费力省力图5-6等臂B、DAC5.如图5-7所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,杠杆长0.4m,在它的中点B处挂一重30N的物体G。若在杠杆上A端施加竖直方向的力F,使杠杆在水平位置平衡,求F的大小。课堂反馈B[答案]15N图5-7

谢谢观看！6.5探究杠杆的平衡条件

情景导入

小小园丁

小明回家看到爷爷在修剪花木，高兴地跑过去帮忙。刚开始剪细小的枝条还行，一会之后双臂酸痛，连叶子也剪不下了，才知道看起来非常轻松的修剪花木原来也并不简单。爷爷笑笑说：剪枝条也是需要技巧的，把枝条靠近轴心一点就能好剪一些。这是为什么？小明有点搞不清。聪明的你知道其中的原理吗？

CONTENTS

目录认识杠杆

杠杆的平衡条件

杠杆的作用杠杆的有关计算

学习目标1.知道什么是杠杆，能根据实物辨认杠杆，并能画出杠杆的示意图。（难点）2.通过实验，探知杠杆的平衡条件，初步领会从具体到抽象的方法。3.能对杠杆进行分类，会利用它解决一些简单的问题。01认识杠杆01自读提示1.从几个实例中抽象出的杠杆模型是什么样的？2.如何确定杠杆的支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂？01认识杠杆认真观察这些工具，找出它们的共同特征01认识杠杆1.杠杆：能够绕固定点转动的硬棒（它不一定是直的、规则的）支点(o)：杠杆绕着转动的点动力(F1)：促使杠杆转动的力阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力01认识杠杆2.动力臂：从支点到动力作用线的距离，用L1表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用L2表示。重点1：怎样画杠杆的力臂F1OL1L2F3F2L3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。01练一练1.在日常使用的工具中很多是利用杠杆知识制成的，我们分析杠杆时，首先要找到杠杆绕着转动的固定点，叫做

，然后分析杠杆的受力情况，使杠杆转动的力叫

，阻碍杠杆转动的力叫

，从

到力作用线的

叫力臂。01练一练2.下图是一种常用的垃圾桶，使用时用脚一踩下边的踏板，桶盖打开，放开后自动关上。认真观察上边有几个杠杆？()A.1个B.2个C.3个01练一练3.一根木棒可绕墙上的固定点转动，重物悬挂在木棒上，先用斜向上的力F拉着使其平衡。请画出它的动力臂和阻力臂。P02探究杠杆的平衡条件02自读提示1.什么叫杠杆的平衡？2.本探究实验中你提出的问题是什么？3.为完成本探究你选择的器材有哪些？4.在实验中让杠杆在水平位置平衡的目的是什么？5.实验最后得出的结论是什么？02探究杠杆的平衡条件探究：杠杆平衡时动力动力臂阻力阻力臂之间有何关系？1.调节杠杆在水平位置平衡，消除杠杆自重影响，能在杠杆上直接读出力臂。2.多做几次实验的目的是为了寻找普遍规律。02探究杠杆的平衡条件结论：动力x动力臂=阻力x阻力臂F1×L1＝F2×L2F1L1F2L2＝02练一练4.如下图所示，晓彤在实验中往杠杆的左边A点挂4个钩码，欲使杠杆平衡，她还要在右边B点挂几个同样的钩码才行()A.3B.2C.5D.602练一练5.小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为550N,地面对手的支持力F的力臂是

m,大小为

N。03杠杆的作用03杠杆的作用下图中的杠杆哪些省力、费力、不省力也不费力？讨论：03杠杆的作用动力小于阻力，可节省力但费距离。省力杠杆