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(共32張PPT)
第九章　機(jī)械和功
第一節(jié)　杠 桿
第2課時(shí) 杠桿的平衡條件
學(xué)習(xí)目標(biāo)-新課導(dǎo)入-新知探究-課堂小結(jié)-課堂訓(xùn)練
北師大版-物理-八年級(jí)下冊(cè)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過實(shí)驗(yàn)“探究杠桿的平衡條件”，歸納出杠桿的平衡條件。
2.根據(jù)杠桿力臂關(guān)系，能對(duì)生活中常見杠桿進(jìn)行分類。
3.知道杠桿平衡條件在生活中的應(yīng)用。
【重點(diǎn)】通過實(shí)驗(yàn)“探究杠桿的平衡條件”，歸納出杠桿的平衡條件。
【難點(diǎn)】根據(jù)杠桿力臂關(guān)系，能對(duì)生活中常見杠桿進(jìn)行分類。
新課導(dǎo)入
蹺蹺板大家都玩過，請(qǐng)同學(xué)們思考，如果體重不同的兩個(gè)人坐在蹺蹺板上，蹺蹺板能水平平衡嗎？
請(qǐng)同學(xué)們討論：體重不同的兩人怎樣才能使蹺蹺板穩(wěn)定下來？
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 杠桿的平衡條件
一
【提出問題】
杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？
【猜想假設(shè)】
假設(shè)一：
假設(shè)二：
F1L1=F2L2
1.杠桿平衡：杠桿在動(dòng)力和阻力作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為杠桿平衡。
F1
=
L1
F2
L2
2.探究杠桿的平衡條件
新知探究
1.在實(shí)驗(yàn)前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿水平平衡。
2.掛鉤碼后，不能再動(dòng)平衡螺母。
3.讀數(shù)時(shí)，杠桿仍需處于水平平衡狀態(tài)，以便直接讀出力臂的長(zhǎng)度。
【實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)】
新知探究
【實(shí)驗(yàn)步驟】
1.調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。保證力臂沿杠桿，便于測(cè)量；消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
2.杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂L1、阻力臂L2記錄在表格中。
新知探究
【實(shí)驗(yàn)步驟】
3.改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn)。
4.在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測(cè)力計(jì)拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂L1、阻力臂L2記錄在表格中。
新知探究
次數(shù) 動(dòng)力F1 /N 阻力F2 /N 動(dòng)力臂L1/m 阻力臂L2 /m
1
2
3
4
5
6
【記錄和分析數(shù)據(jù)】
1.0
0.05
0.5
0.10
1.5
1.5
1.0
1.5
0.05
0.5
0.15
0.10
1.0
0.15
0.15
1.0
0.15
0.05
0.5
0.15
【討論交流】
1. 實(shí)驗(yàn)前為什么要調(diào)節(jié)杠桿使其在水平位置平衡？
2. 實(shí)驗(yàn)后為什么要調(diào)節(jié)杠桿使其在水平位置平衡？
消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
便于測(cè)量力臂。
新知探究
杠桿平衡時(shí)
結(jié)論：
F1L1=F2L2
實(shí)驗(yàn)：探究杠桿的平衡條件
新知探究
1、L1＝3L2，F(xiàn)1是F2的 倍。
2、F1:F2＝2:5，L1:L2＝ 。
3、L1:L2＝4:3，F(xiàn)2＝60N，F(xiàn)1＝ N。
4、F1＝15N，F(xiàn)2＝75N，L1＝15cm，L2＝ cm。
練一練
1/3
3
45
5：2
新知探究
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 生活中的杠桿
二
學(xué)生活動(dòng)：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)杠桿的平衡條件討論：當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂，動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力臂等于阻力臂三種情況下動(dòng)力和阻力的關(guān)系。
新知探究
由 F1L1=F2L2
∵L1 ＞L2
∴F1＜ F2
動(dòng)力臂大于阻力臂，動(dòng)力小于阻力，是省力杠桿。
F1
F2
動(dòng)力臂L1
阻力臂L2
O
1.省力杠桿
新知探究
2.費(fèi)力杠桿
由 F1L1=F2L2
∵L1 ＜ L2
∴F1 ＞ F2
動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力大于阻力，是費(fèi)力杠桿。
F2
F1
動(dòng)力臂L1
阻力臂L2
O
新知探究
3.等臂杠桿
動(dòng)力臂等于阻力臂，動(dòng)力等于阻力，是等臂杠桿。
托盤天平
物理天平
類型 示意圖 力臂的大小關(guān)系 力的大小關(guān)系 特點(diǎn) 應(yīng)用
省力杠桿
費(fèi)力杠桿
等臂杠桿
L1＜L2
L1＝L2
F1＞F2
F1＝F2
費(fèi)力但省距離
既不省力也不省距離，既不費(fèi)力也不費(fèi)距離
撬棒、瓶蓋起子、鋼絲鉗、羊角錘等
鑷子、釣魚竿、理發(fā)剪刀等
天平
L1＞L2
F1＜F2
省力但費(fèi)距離
新知探究
4.輪軸
F2
L1 = R
L2 = r
O
F1
輪軸也是一種常見的簡(jiǎn)單機(jī)械，由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成。
我們習(xí)慣把大輪叫輪，把小輪叫軸。
輪抽的實(shí)質(zhì)是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，軸的半徑相當(dāng)于阻力臂，輪的半徑相當(dāng)于動(dòng)力臂，由于動(dòng)力臂大于阻力臂，故使用輪軸可以省力。
新知探究
船舵
門的把手
螺絲刀
單車的踏板
5.其他輪軸
新知探究
人們?cè)谏a(chǎn)勞動(dòng)的過程中表現(xiàn)出了非凡的創(chuàng)造性和聰明才智。如圖是使用扳手?jǐn)Q螺母，它其實(shí)是一個(gè) ，當(dāng)作用在手柄上的力為F1時(shí)，則擰開螺母的力F2 F1（選填“＞”“＝”或“＜”）。
新知探究
練一練
輪軸
＞
知識(shí)點(diǎn) 杠桿平衡條件的應(yīng)用
三
新知探究
我們已經(jīng)知道了杠桿的平衡條件F1L1=F2L2，生活中的很多工具都可以看作杠桿，那么只要知道了動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂中的任意三個(gè)物理量就一定可以求得第四個(gè)物理量
請(qǐng)同學(xué)生思考下面的這道例題。
新知探究
一位物理老師利用杠桿的平衡條件，僅用小小的彈簧測(cè)力計(jì)就測(cè)出了一頭大象的質(zhì)量（如右圖）。測(cè)量是利用了一根長(zhǎng)度為10m的槽鋼作為杠桿。吊鉤固定點(diǎn)O為支點(diǎn)。彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1為200N。測(cè)得動(dòng)力臂L1為9m，阻力臂L2為6cm。若不計(jì)槽鋼和鐵籠的質(zhì)量，請(qǐng)你估算大象的質(zhì)量。
(g取10N/kg)
例題
新知探究
由F1L1＝F2L2 得：
解：
F2
=
F1 L1
L2
=3×104N
m
=
F2
g
=
10N/kg
3×104N
=3×103kg = 3t
在一些建設(shè)施工工地上，可以看見各種大
型的起重機(jī)。如圖所示是一種起重機(jī)的簡(jiǎn)易圖，
為了保證起重機(jī)在起重時(shí)不會(huì)翻倒，起重機(jī)右
邊配有一個(gè)重物M。現(xiàn)測(cè)得重物M的質(zhì)量為4t，
AB為10m，BC為4m，CD為1m。（g取10N/kg）
問：該起重機(jī)可起吊的最大物重為多少？（起重機(jī)本身的重不計(jì)）
練一練
新知探究
新知探究
解：由圖可知B為支點(diǎn)，右側(cè)的重物重力為：GM＝mg，
力臂：BD＝4m+1m＝5m；
設(shè)吊起的物體重力：G。
對(duì)應(yīng)的力臂：BA＝10m。
由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2得：GM×BD＝G×BA，mg×BD＝G×BA；
則該起重機(jī)可起吊的最大物重：
G＝
＝2×104N。
mg×BD
BA
4×103kg×10N/kg×5m
10m
＝
課堂小結(jié)
杠桿的平衡條件
杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2
生活中的杠桿
省力杠桿
費(fèi)力杠桿
等臂杠桿
課堂訓(xùn)練
D
1.各式各樣的剪刀都是一對(duì)對(duì)杠桿，下列剪刀，最省力的是（　　）
A
B
C
D
課堂訓(xùn)練
2.如圖所示，我們?cè)谕蟿?dòng)行李箱時(shí)，一般先拉出行李箱上方的拉桿，從杠桿的角度分析，這樣做的目的是為了（　　）
A．增大動(dòng)力臂
B．減小阻力臂
C．增大動(dòng)力
D．減小阻力
A
3.如圖所示，輕桿AB可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在A點(diǎn)用細(xì)線懸掛一重物，在B點(diǎn)施加一豎直向下的動(dòng)力，使杠桿在水平位置保持平衡。現(xiàn)將動(dòng)力的方向改為沿虛線方向，若仍使杠桿在水平位置保持平衡，則（　　）
A．動(dòng)力臂增大，動(dòng)力增大
B．動(dòng)力臂增大，動(dòng)力減小
C．動(dòng)力臂減小，動(dòng)力減小
D．動(dòng)力臂減小，動(dòng)力增大
課堂訓(xùn)練
D
4.如圖所示，杠桿處于水平位置平衡。若將兩邊所掛的鉤碼各減去一個(gè)，杠桿將（　　）
A．仍繼續(xù)保持水平平衡
B．右端上升，左端下降
C．右端下降，左端上升
D．無法確定杠桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
C
5.如圖，在B點(diǎn)施加一個(gè)最小力F1，使杠桿在此位置平衡，請(qǐng)畫出最小力F1的示意圖，并標(biāo)出阻力臂L2。
F1
F2
L2
課堂訓(xùn)練
課堂訓(xùn)練
6.小明用輕質(zhì)木桿自制了“腳踏式杠桿”，借助杠桿按動(dòng)宿舍樓大門的開門按鈕，如圖所示，已知OB＝60cm、AB＝80cm、OC＝15cm，當(dāng)小明在C點(diǎn)用腳給杠桿施加20N的壓力F1時(shí)，按鈕觸發(fā)、大門打開，求此時(shí)按鈕對(duì)杠桿施加的水平阻力F2，有多大？
課堂訓(xùn)練
解：根據(jù)杠桿平衡條件得，F(xiàn)1×OC＝F2×OD，
按鈕對(duì)木桿的壓力水平向左，所以O(shè)D＝AB，
所以，20N×15cm＝F2×80cm，
解得，F(xiàn)2＝3.75N。
D
F1(共13張PPT)
第九章　機(jī)械和功
第一節(jié)　杠 桿
第1課時(shí) 認(rèn)識(shí)杠桿
學(xué)習(xí)目標(biāo)-新課導(dǎo)入-新知探究-課堂小結(jié)-課堂訓(xùn)練
北師大版-物理-八年級(jí)下冊(cè)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)杠桿，能分清杠桿的五要素。
2.能夠作圖。
【重點(diǎn)】認(rèn)識(shí)杠桿，能分清杠桿的五要素。
【難點(diǎn)】能夠作圖。
新課導(dǎo)入
下列機(jī)械在使用中有什么共同的特點(diǎn)？
都是繞工具上某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 杠桿的概念
一
利用直桿或曲桿，在力的作用下繞桿上一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)單機(jī)械叫作杠桿。
請(qǐng)同學(xué)們想一想生活中還有哪些杠桿？
撬棍
蹺蹺板
新知探究
鋼絲鉗
桿秤
火鉗
獨(dú)輪車
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 杠桿的五要素
二
1.支點(diǎn)：繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)（O）；
2.動(dòng)力：驅(qū)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F1）；
3.阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F2）；
O
F1
F2
4.動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離（L1）;
L1
5.阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離（L2）。
L2
(力的作用線：過力的作用點(diǎn)，沿力的方向的直線；是虛線，用則畫，不用不畫)
都是杠桿的受力！
新知探究
知識(shí)點(diǎn) 力臂的作圖
三
B
F2
O
F1
A
作力臂的方法：
1.找出支點(diǎn)的位置；
3.從支點(diǎn)作動(dòng)力臂、阻力臂。
2.確定動(dòng)力、阻力作用線；
F2
B
O
A
F1
新知探究
畫出圖中杠桿各力的力臂。
F1
F2
F1
F2
O
O
例題
課堂小結(jié)
認(rèn)識(shí)杠桿
杠桿：利用直桿或曲桿，在力的作用下繞桿上一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的簡(jiǎn)單機(jī)械叫作杠桿
杠桿的五要素
支 點(diǎn)(O)
動(dòng) 力(F1)
阻 力(F2)
動(dòng)力臂(L1)
動(dòng)力臂(L2)
課堂訓(xùn)練
1.如圖所示，用力打開夾子過程中，標(biāo)注的夾子支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力正確的是（　　）
A． B. C． D．
A
課堂訓(xùn)練
2.如圖所示，用瓶起子開啟瓶蓋時(shí)可以抽象為一個(gè)杠桿，如果不計(jì)自重，在圖中，能正確表示瓶起子工作示意圖的是（　　）
A.
B.
C.
D.
B
課堂訓(xùn)練
吊橋的重力
3.杠桿在我國古代就有許多巧妙應(yīng)用，護(hù)城河上安裝的吊橋就是一個(gè)杠桿，如圖所示，它的支點(diǎn)是 　 　點(diǎn)，動(dòng)力作用點(diǎn)是 　 　點(diǎn)，阻力是 　 。
A
B
4.活塞式抽水機(jī)是農(nóng)村經(jīng)常使用的取水設(shè)備，圖中AOB部分工作時(shí)可以看做杠桿，請(qǐng)你畫出F1的力臂及B點(diǎn)受到的阻力F2和其阻力臂L2。
F2
L2
L1
F1
課堂訓(xùn)練

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