資源簡介

(共30張PPT)
第十二章 簡單機械
八下物理 RJ
第1節 杠桿
第1課時
1.能識別出杠桿，知道杠桿的五要素
2.通過實驗，探究杠桿的平衡條件，并能利用杠桿的平衡條件進行相關計算
學習目標
課堂導入
視頻
課堂導入
觀察圖中的蹺蹺板、羊角錘和開瓶器等機械，你認為這些機械有什么共同的特點呢
甲 蹺蹺板
乙 用羊角錘拔釘子
丙 開瓶器
特點：一根硬棒；在力的作用下能繞一個固定點轉動。
新知探究
知識點1 杠桿
1.定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉動，這根硬棒就是一個杠桿（lever）。
杠桿
“硬”的含義是指不考慮發生形變的理想情況
理想模型
是最簡單的機械之一
新知探究
知識點1 杠桿
鋼絲鉗
桿秤
鑷子
道釘撬
火鉗
獨輪車
新知探究
知識點1 杠桿
2.五要素：
O
F1
l1
F2
l2
支點O：杠桿繞著轉動的固定點
動力F1：使杠桿轉動的力
阻力F2：阻礙杠桿轉動的力
動力作用線
阻力作用線
動力臂l1：支點到動力作用線的垂直距離
阻力臂l2：支點到阻力作用線的垂直距離
動力F1
阻力F2
支點
動力F1
阻力F2
支點
O
A
B
A
B
O
新知探究
知識點1 杠桿
1.作用在杠桿上的動力和阻力是相對而言的，動力和阻力使杠桿轉動的方向一定是相反的，但動力和阻力的方向不一定相反。
知識梳理
知識梳理
2.力臂不一定在杠桿上，當力的作用線不垂直于杠桿時，力臂與杠桿不重合。
4.當力的作用線恰好通過支點時力臂為零，這個力不能使杠桿轉動。
3.支點一定在杠桿上，動力和阻力可以在支點兩側，也可在支點同側。
A.
B.
C.
D.
典型例題
解析：如圖
例1、如圖所示，用瓶起子開啟瓶蓋時可以抽象為一個杠桿，如果不計自重，在圖中，能正確表示瓶起子工作示意圖的是（　　）
B
F1
F2
O
新知探究
知識點1 杠桿
力臂的畫法
1.確定支點O。
2.確定動力和阻力及其作用線。
3.畫出動力臂和阻力臂，并標注。
F1
F2
l1
l2
例2、如圖是一臺簡易吊車的示意圖，請畫出力F 1 的力臂l1 、阻力F2及其力臂l2。
典型例題
解析：
確定支點為O，動力為F1，阻力為重物G對吊車的拉力F2，根據力臂的定義即可做出相應的力臂。
F2
l1
l2
練習鞏固
練習1.試畫出羊角錘拔釘子時的支點、動力、阻力和相應的力臂。
新知探究
1.杠桿的平衡
知識點2 杠桿的平衡條件
當杠桿在動力和阻力作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。
杠桿在滿足什么條件時才會平衡？
緩慢勻速轉動
新知探究
知識點2 杠桿的平衡條件
實驗
探究杠桿的平衡條件
探究杠桿的平衡條件，就是要找到影響杠桿平衡的各種因素并確定它們之間的關系。
實驗思路
容易想到：杠桿支點兩側所受的動力、阻力，以及動力臂、阻力臂都會影響杠桿的平衡，所以應該找出這四個量之間的關系。
問題：杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關系？
猜想：
1.動力×動力臂=阻力×阻力臂；
2.動力/動力臂=阻力/阻力臂……
新知探究
知識點2 杠桿的平衡條件
設計：
先保持杠桿一側的兩個量不變，如左側的阻力和阻力臂，改變另一側的兩個量，即右側的動力和動力臂。
然后再保持右側的動力和動力臂不變，改變左側的阻力和阻力臂。
綜合分析后找出動力、動力臂、阻力、阻力臂這四個量之間的關系。
實驗裝置
杠桿
鉤碼
支架
新知探究
知識點2 杠桿的平衡條件
調節杠桿兩端的螺母，使杠桿保持水平并靜止，達到平衡狀態。
實驗過程
“左低右調、右低左調”
新知探究
知識點2 杠桿的平衡條件
1.如圖所示，給杠桿兩側掛上不同數量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡。這時杠桿兩側受到的作用力的大小等于各自鉤碼所受的重力的大小。
2.把右側鉤碼對杠桿施的力記為動力F1，左側鉤碼對杠桿施的力記為阻力F2；測出杠桿平衡時的動力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的數值填入下表。
3.保持阻力F2和阻力臂l2不變，改變動力F1，相應調節動力臂l1的大小，再做幾次實驗，把數值填入下表。
4.保持動力F1和動力臂l1不變，改變阻力F2，相應調節阻力臂l2的大小，再做幾次實驗，把數值填入下表。
新知探究
知識點2 杠桿的平衡條件
次數 動力F1/N 動力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
…
新知探究
視
頻
知識點2 杠桿的平衡條件
新知探究
知識點2 杠桿的平衡條件
實驗結論
要使杠桿平衡，需要滿足以下條件：
動力×動力臂＝阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
次數 動力F1/N 動力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.0 0.05 0.5 0.10
2
3
4
…
1.5 0.05 0.5 0.15
1.5 0.10 1.0 0.15
1.0 0.15 1.0 0.15
×
×
＝
想想議議
新知探究
知識點2 杠桿的平衡條件
在上面的實驗中，我們研究了動力和阻力位于支點兩側的情況。仔細觀察下圖所示的杠桿，它與上面實驗中研究的杠桿有什么不同
動力和阻力位于支點同側，仍有F1l1＝F2l2
典型例題
例題、動物園內，一位物理老師利用一個小小的彈簧測力計，就測出了一頭大象的質量（如圖）。測量時用一根長度為12 m的槽鋼作為杠桿。如圖乙所示，吊鉤固定于槽鋼的中點O。當槽鋼水平靜止時，彈簧測力計示數F1為200 N。測得l1為6 m，l2為4 cm。若不計鐵籠的質量，請估算大象的質量。g取10 N/kg。
甲 乙
根據杠桿平衡條件F1l1＝F2l2 有
解：
F2=
F1 l1
l2
=
200 N×6 m
0.04 m
=3×104 N
m= =
G
g
=
10 N/kg
3×104 N
=3×103 kg = 3 t
典型例題
由題意知，拉力為動力F1=200 N，動力臂l1=6 m，大象的重力G等于阻力F2，阻力臂l2=4 cm=0.04 m。
F2
g
大象的質量
杠桿
定義
課堂小結
在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒
平衡條件
支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂
F1l1＝F2l2
五個要素
1.如圖所示，OB是以O點為支點的杠桿，F是作用在杠桿B端的力，圖中線段AB與力 F的作用線在一條直線上，且 OA⊥AB、AC ⊥OB。線段____表示力F的力臂。（選填“OA”、 “AC”或“AB”）
OA
隨堂練習
解析：
力臂是支點O到力F作用線的距離。
隨堂練習
2.如圖所示，在探究杠桿的平衡條件時，如果掛鉤碼前杠桿沒有水平靜止，你應該怎樣調節杠桿兩端的平衡螺母
“左低右調、右低左調”
解析：
向右調節
隨堂練習
解析：動力和阻力在豎直方向，杠桿水平時，力的作用線與杠桿垂直，此時支點到懸掛點間的距離就是力臂，方便測量。
3.在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：
（1）為方便測量力臂，實驗前應先調節杠桿兩端的平衡螺母，使之在________位置平衡。
水平
（3）如圖2是一個加寬的杠桿裝置，此時杠桿處于平衡狀態。若只將左側的鉤碼改掛到A點正上方的B點，力臂是線段______
（選填“OA”“OB”或
“AB”），此時杠桿
________（選填“仍能”
或“不能”）保持平衡。
（2）如圖1，此時杠桿處于平衡狀態,如果在杠桿兩側各加掛一個相同的鉤碼，杠桿將____________（選填“保持平衡”“順時針轉動”或“逆時針轉動”）。
順時針轉動
OA
仍能
隨堂練習
拉力的力臂沒有改變

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