12.1杠 杆 课件 (共42张) 2024-2025学年度人教版物理八年级下册_第1页
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文档简介

第1节杠杆第十二章简单机械知识点杠杆知1-讲感悟新知1操作体验(图1)知1-讲感悟新知分析思考从受力、运动状态、材料等角度分析,这两个工具工作时,有哪些共同的特点?分析结果(1)都受两个力——使工具转动的力和阻碍工具转动的力。(2)均绕着某个点转动。(3)工具的材料硬度较大,即在力的作用下,不发生或基本不发生形变。知1-讲感悟新知1.定义一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O

转动,这根硬棒就是杠杆。物理思想:杠杆是从具有复杂外形的机械中抽象出来的理想模型,杠杆模型的建构过程(1)

忽略次要因素:物体的材料、形状等。(2)

抓住主要因素:在力的作用下,能绕固定点(支点)转动。▲▲▲▲知1-讲感悟新知2.杠杆的五要素五要素物理含义图示支点(O)杠杆可以绕其转动的点动力、阻力都作用在杠杆上动力(F1)使杠杆转动的力阻力(F2)阻碍杠杆转动的力动力臂(l1)从支点到动力作用线的距离阻力臂(l2)从支点到阻力作用线的距离知1-讲感悟新知深度思考(1)动力和阻力都作用在杠杆上,两个力对杠杆的作用效果相同吗?动力和阻力对杠杆的转动效果相反。若动力使杠杆顺时针转动,阻力一定使杠杆逆时针转动。知1-讲感悟新知(2)支点对杠杆也有力的作用,为什么忽略这个力对杠杆的影响?支点对杠杆的力的力臂为零,这个力对杠杆的转动没有影响,从而忽略这个力对杠杆的影响。知1-讲感悟新知3.杠杆五要素的理解(1)杠杆的支点一定在杠杆上,可以在杠杆的一端,也可以在杠杆的中间某点。用同一根硬棒做杠杆,使用方法不同,支点位置可能不同,如图2甲、乙所示。阻力为物体对杠杆的拉力,等于物体的重力,但不是体的重力知1-讲感悟新知(2)作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的,可根据人们的需要来确定,动力和阻力的方向不一定相反,但动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的,如图2所示。(图中v

表示力使杠杆转动的方向)知1-讲感悟新知易错提示力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到力的作用点的距离,即力臂是点到线的距离,不是点到点的距离。知1-讲感悟新知(3)力臂的三种表示方法(图3):感悟新知知1-练[中考·广安]如图4所示是人走路的情形,可将人的脚视为一根杠杆。请在图中画出动力F

的力臂l。例1感悟新知知1-练解题秘方:画力臂相当于数学中作“点”到“线”的距离。力臂的画法步骤如下:步骤方法第一步:确定支点O假设杠杆转动,杠杆上相对静止的点即为支点第二步:确定动力、阻力的作用线从动力、阻力作用点沿力的方向(或反方向)分别作直线,即为动力、阻力的作用线第三步:画出动力臂和阻力臂从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足间的距离为力臂感悟新知知1-练解:如图4所示。力臂与力的作用线垂直。当直角三角板的一直角边与力的作用线重合时,过支点的另一直角边与力臂重合。感悟新知知1-练1.[中考·岳阳]如图是锅炉上的安全阀门示意图,请画出物体A的重力示意图及F

的力臂l。解:如图所示。知识点杠杆平衡条件知2-讲感悟新知21.杠杆平衡当杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。杠杆平衡包含静止和匀速转动两种状态。知2-讲感悟新知2.探究杠杆平衡条件(1)实验思路①猜想:探究杠杆的平衡条件,就是要找到影响杠杆平衡的各种因素并确定它们之间的关系。容易想到:杠杆支点两侧所受的动力、阻力,以及动力臂、阻力臂都会影响杠杆的平衡,所以应该找出这四个量之间的关系。知2-讲感悟新知②方案:我们可以先保持杠杆一侧的两个量不变,如左侧的阻力和阻力臂,改变另一侧的两个量,即右侧的动力和动力臂。然后再保持右侧的动力和动力臂不变,改变左侧的阻力和阻力臂。综合分析后找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系。知2-讲感悟新知(2)实验过程①首先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。知2-讲感悟新知②在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图6所示,这时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所受的重力。作用在杠杆上的动力和阻力等于钩码所受的重力,但不是钩码所受的重力。知2-讲感悟新知③设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2;测出杠杆平衡时的动力臂l1

和阻力臂l2;把F1、l1、F2、l2

的数值填入表格中。④保持阻力F2

和阻力臂l2

不变,改变动力F1,相应调节动力臂l1的大小,再做几次实验,把数据填入表格中。⑤保持动力F1

和动力臂l1

不变,改变阻力F2,相应调节阻力臂l2

的大小,再做几次实验,把数据填入表格中。知2-讲感悟新知实验次序动力F1/N动力臂l1/cm动力×动力臂(/N·cm)阻力F2/N阻力臂l2/cm阻力×阻力臂/(N·cm)10.530151.0151521.020202.0102031.520303.01030知2-讲感悟新知(2)实验结论:杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1×l1=F2×l2)。知2-讲感悟新知思想方法通过类比法了解杠杆的平衡状态:当物体静止或做匀速直线运动时,处于平衡状态。类比物体的平衡状态,当杠杆处于静止或匀速转动时,处于平衡状态。知2-讲感悟新知概念理解杠杆的平衡状态:(1)如图7所示,杠杆不一定在水平位置处于平衡状态,倾斜静止时杠杆也处于平衡状态。(2)当杠杆“缓慢转动”时,可以认为杠杆处于平衡状态。感悟新知知2-练[中考·贵港]在探究杠杆的平衡条件的实验中。(1)如图8甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应该向_____(

填“左”或“右”

)移动右端的平衡螺母。例2右感悟新知知2-练解题秘方:试题属于验证性实验题,可利用所学的知识和规律,对号入座,直接解答。解析:如图甲,杠杆的右端上翘,可以将左端或右端的平衡螺母向翘起端移动。感悟新知知2-练(2)实验时只有10个相同的钩码,杠杆上每格等距,当在A

点挂3个钩码时,如图乙所示,怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡:①___________________________;②

_____________________。(请设计两种方案)在G

处挂2个钩码在E处挂3个钩码感悟新知知2-练解析:设一个钩码重为G,杠杆上每格长度为l,杠杆在水平位置平衡时:左边有3G×4l=12Gl,右边有2G×6l=3G×4l=4G×3l=6G×2l=12Gl,可见可以在G

处挂2个钩码,或在E处挂3个钩码,或在D处挂4个钩码,或在C

处挂6个钩码。感悟新知知2-练(3)通过对实验数据进行分析处理,可得出结论:杠杆平衡条件是___________________________。动力×动力臂=阻力×阻力臂解析:经过实验探究得出杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。感悟新知知2-练2.在探究“杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有:每格长度相等的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线、重力为0.5N的钩码若干个。(1)如图甲所示,杠杆处于平衡状态。若从杠杆的两侧同时减掉一个钩码,那么杠杆的_______(填“左”或“右”)端下沉。右感悟新知知2-练(2)在图乙中,将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向,如果要继续保持杠杆在水平方向平衡,弹簧测力计的示数要______

(填“变小”“不变”或“变大”

)。变大知识点生活中的杠杆知3-讲感悟新知31.探究杠杆的省力情况知3-讲感悟新知2.三类杠杆的比较省力杠杆等臂杠杆费力杠杆示意力臂关系l1>l2l1=l2l1<l2力的关系F1<F2F1=F2F1>F2特点省力但费距离不省力也不费力,不省距离也不费距离费力但省距离应用钢丝钳天平镊子知3-讲感悟新知思路点拨判断杠杆种类的思路:(1)构建杠杆模型:确定杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。(2)比较力臂大小:比较动力臂和阻力臂的大小。(3)判断杠杆种类:利用杠杆平衡条件,判断杠杆种类。知3-讲感悟新知发散结果有些杠杆由于使用方法不同,有时会省力,有时会费力,如使用图9所示的剪刀,若动力F1的作用点位置不变,被剪的物体置于a

处时,剪刀是省力杠杆,被剪的物体置于b

处时,剪刀是费力杠杆。发散思考省力杠杆和费力杠杆,在使用过程中会不会发生角色的转换?感悟新知知3-练[母题中考·枣庄节选]壮丽辉煌的咸阳宫曾巍然矗立于八百里秦川,司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。如图10是我们的祖先在建造宫殿时搬动巨大木料的劳动情境示意图,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方,请分析:例3感悟新知知3-练解题秘方:判断杠杆类型的两种方法:(1)根据动力臂l1和阻力臂l2

的长短关系判断;(2)根据应用目的和效果判断:省力杠杆一般在阻力大的情况下使用,费力杠杆一般在阻力小的情况下为了省距离而使用。感悟新知知3-练(1)支架下端垫有底面积较大的石块,其目的是______压强。解析:支架下端垫有底面积较大的石块,是为了在压力相同的情况下,通过增大受力面积来减小压强。减小感悟新知知3-练(2)支架上的横杆其实是______(填“省力”“费力”或“等臂”)

杠杆。解析:方法一:使用时,支架上横杆的动力臂大于阻力臂(如图11所示),支架上的横杆相当于省力杠杆;方法二:巨木

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