2021-2022学年度沪粤版八年级物理下册课件 第5节 探究杠杆的平衡条件（34张PPT）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年度沪粤版八年级物理下册课件 第5节 探究杠杆的平衡条件（34张PPT） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 3.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪粤版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-11 22:02:23 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
第六章 力和机械
第5节 探究杠杆的平衡条件
1.认识杠杆，能分清杠杆的五要素.
2.通过实验，探究杠杆的平衡条件.
3.知道省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点.
4.知道杠杆在生活中的应用
学习目标
新课目标
人撬动石块的撬棒
起重机吊物
新课引入
在生活、生产中，人们常常用撬棒撬物、用起重机吊物等，这其中有什么奥秘？
1）让两个体重一样的同学坐在距离转轴相同的位置.
2）让体重不同的同学根据跷跷板的状态调整到转轴的距离.
想一想：如何才能使跷跷板保持水平？
你的想法是什么？
怎样才能使跷跷板保持水平
新课讲解
探究跷跷板中的道理
一
物理学中，把能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆.跷跷板是一种杠杆.
模拟跷跷板实验
模拟实验器材：等分刻度
的均质木尺、钩码、细线.
1.杠杆
活动1 探究杠杆的平衡条件
设计实验
① 调节杠杆两端的螺母，使杠杆处于水平平衡状态.
②在杠杆的两边分别挂上数量不同的钩码.
③移动钩码的位置，使杠杆处于水平静止状态.
④整理各个实验数据，填入下面的表格.
探究杠杆的平衡实验数据表格
实验序号 左边 右边
拉力F1/N 距离L1/m 拉力F2/N 距离L1/m
1 0.5 2 1 1
2 1 2 2 1
3 2 1 0.5 4
杠杆五要素
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
杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做杠杆平衡.
2.杠杆平衡条件
杠杆平衡时，杠杆的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂，即杠杆的动力臂是阻力臂的几倍，杠杆的动力F1就是阻力F2的几分之一.
F1 × L1=F2 × L2
如图中的男孩重500N，女孩重350N，当男孩离跷跷板的转轴70cm时，女孩应该坐在哪里才能使跷跷板在水平位置上平衡？
解：已知：F1=500N，L1=70cm，F2=350N.
由F1L1=F2L2得:
L2=F1L1/F2 = 500N×70cm÷350N=100cm.
L2
L1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
3.作力臂的方法
①找出支点的位置
③从支点作动力、阻力作用线的垂线
②确定动力、阻力作用线
④标垂足，定力臂
试一试：画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
讨论
1.根据杠杆平衡条件，比较动力臂和阻力臂的长短，怎样的杠杆省力？怎样的杠杆费力？怎样的杠杆既不省力又不费力？
三类杠杆：
若L1＞L2，则F1 ＜ F2
若L1= L2，则F1 ＝F2
若L1＜L2，则F1＞ F2
省力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
根据支点相对于动力与阻力作用线的位置关系，杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆.
（省力）
（既不省力也 不费力）
（费力）
2.比较图中三种剪刀的动力臂、阻力臂长短有什么不同？请说明其中的道理.
铁皮剪刀
理发剪刀
普通剪刀
①用铁皮剪刀剪铁皮等较硬的物体时，需要省力，故其动力臂要大于阻力臂.
②用理发剪刀理发时，需要少移动距离，即要省距离，故其动力臂要小于阻力臂.
③普通剪刀的动力臂稍大于阻力臂，省力.
O
F1
F2
O
F1
F2
O
F1
F2
O
F1
F2
杠杆的作用
二
请画出下图中各种器具的支点和力臂.
O
F1
F2
L1
L2
O
F1
F2
L1
L2
O
L2
L1
F1
F2
O
F1
F2
L1
L2
你认为图中的杠杆可以分成几类？每一类杠杆分别有什么特
点？
F1
F2
动力臂L1
阻力臂L2
O
由 F1L1=F2L2
∵L1 〉L2
∴F1〈 F2
这是省力杠杆
1.省力杠杆
省力杠杆特点：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力.
在生活中，你发现了哪些工具是省力杠杆？
我们在使用省力杠杆时，省了力，但费动力作用点移动的距离.
阻力臂L2
由 F1L1=F2L2
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
这是费力杠杆
2.费力杠杆
F2
F1
动力臂L1
O
费力杠杆的特点：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力.
在生活中，你发现了哪些工具是费力杠杆？
使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离.
物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆.
托盘天平
物理天平
3.等臂杠杆
特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力.
判断杠杆的种类,可结合生活经验,根据杠杆的动力臂和阻
力臂大小关系,若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆,若动力臂小
于阻力臂,则是费力杠杆,若动力臂等于阻力臂,则是等臂杠杆.
人体内许多部位的骨骼和肌肉组织也构成杠杆.手上握着重物时，可将手、手腕、尺骨和桡骨看作一个整体，它的作用相当于杠杆.
机械手操作时，模仿手的动作，同样具有杠杆的特征.
杠杆及其平衡条件
杠杆
定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆
支点(O)、动力(F1)、阻力(F2)、动力臂(L1)、阻力臂(L2)
杠杆的五要素
杠杆的平衡条件
F1L1=F2L2
生活中的杠杆
省力杠杆
L1 ＞L2 ，F1＜ F2
费力杠杆
L1 ＜L2 ，F1＞ F2
等臂杠杆
L1 =L2 ， F1= F2
课堂小结
1.如图所示，用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块.若撬棒C点受到石块的压力是1 500 N，且AB=1.5 m，BC=0.3 m 、CD=0.2 m，则要撬动该石块所用的力最小应为 （ ）
A.500 N
B.300 N
C.200 N
D.150 N
D
课堂训练
2.下列关于杠杆的一些说法中，不正确的是( )
A.杠杆必须是一根硬棒 B.力臂一定在杠杆上
C.动力臂就是支点到动力作用线的距离 D.当力的作用线通过支点时，力臂为0
B
3.如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（ ）
A.左右钩码各向支点移一格
B.左右各减少一个钩码
C.左右各减少一半钩码
D.左右各增加两个钩码
C
4.下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（ ）
A．起瓶器
B．切纸铡刀
C．食品夹
D．羊角锤
C
5.如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（ ）
o
L
o
L
o
L
o
L
F
F
F
F
G
G
G
G
A
B
C
D
D
6.如图所示的杠杆，重力不计，O为支点，AO=0.3m，当在A点悬吊一重为5N的物体，绳子拉力F =3N时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力F 的力臂L2，力臂L2为______.
O
C
F
A
B
L2
0.5m
∟
∟
F2
O
F1
L2
L1
7.如图所示，一个绕O点转动的杠杆，动力臂L1及阻力臂L2 ，在图中作出阻力F2以及动力F1的示意图.
第六章 力和机械
第5节 探究杠杆的平衡条件
1.认识杠杆，能分清杠杆的五要素.
2.通过实验，探究杠杆的平衡条件.
3.知道省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点.
4.知道杠杆在生活中的应用
学习目标
新课目标
人撬动石块的撬棒
起重机吊物
新课引入
在生活、生产中，人们常常用撬棒撬物、用起重机吊物等，这其中有什么奥秘？
1）让两个体重一样的同学坐在距离转轴相同的位置.
2）让体重不同的同学根据跷跷板的状态调整到转轴的距离.
想一想：如何才能使跷跷板保持水平？
你的想法是什么？
怎样才能使跷跷板保持水平
新课讲解
探究跷跷板中的道理
一
物理学中，把能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆.跷跷板是一种杠杆.
模拟跷跷板实验
模拟实验器材：等分刻度
的均质木尺、钩码、细线.
1.杠杆
活动1 探究杠杆的平衡条件
设计实验
① 调节杠杆两端的螺母，使杠杆处于水平平衡状态.
②在杠杆的两边分别挂上数量不同的钩码.
③移动钩码的位置，使杠杆处于水平静止状态.
④整理各个实验数据，填入下面的表格.
探究杠杆的平衡实验数据表格
实验序号 左边 右边
拉力F1/N 距离L1/m 拉力F2/N 距离L1/m
1 0.5 2 1 1
2 1 2 2 1
3 2 1 0.5 4
杠杆五要素
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
杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做杠杆平衡.
2.杠杆平衡条件
杠杆平衡时，杠杆的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂，即杠杆的动力臂是阻力臂的几倍，杠杆的动力F1就是阻力F2的几分之一.
F1 × L1=F2 × L2
如图中的男孩重500N，女孩重350N，当男孩离跷跷板的转轴70cm时，女孩应该坐在哪里才能使跷跷板在水平位置上平衡？
解：已知：F1=500N，L1=70cm，F2=350N.
由F1L1=F2L2得:
L2=F1L1/F2 = 500N×70cm÷350N=100cm.
L2
L1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
3.作力臂的方法
①找出支点的位置
③从支点作动力、阻力作用线的垂线
②确定动力、阻力作用线
④标垂足，定力臂
试一试：画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
讨论
1.根据杠杆平衡条件，比较动力臂和阻力臂的长短，怎样的杠杆省力？怎样的杠杆费力？怎样的杠杆既不省力又不费力？
三类杠杆：
若L1＞L2，则F1 ＜ F2
若L1= L2，则F1 ＝F2
若L1＜L2，则F1＞ F2
省力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
根据支点相对于动力与阻力作用线的位置关系，杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆.
（省力）
（既不省力也 不费力）
（费力）
2.比较图中三种剪刀的动力臂、阻力臂长短有什么不同？请说明其中的道理.
铁皮剪刀
理发剪刀
普通剪刀
①用铁皮剪刀剪铁皮等较硬的物体时，需要省力，故其动力臂要大于阻力臂.
②用理发剪刀理发时，需要少移动距离，即要省距离，故其动力臂要小于阻力臂.
③普通剪刀的动力臂稍大于阻力臂，省力.
O
F1
F2
O
F1
F2
O
F1
F2
O
F1
F2
杠杆的作用
二
请画出下图中各种器具的支点和力臂.
O
F1
F2
L1
L2
O
F1
F2
L1
L2
O
L2
L1
F1
F2
O
F1
F2
L1
L2
你认为图中的杠杆可以分成几类？每一类杠杆分别有什么特
点？
F1
F2
动力臂L1
阻力臂L2
O
由 F1L1=F2L2
∵L1 〉L2
∴F1〈 F2
这是省力杠杆
1.省力杠杆
省力杠杆特点：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力.
在生活中，你发现了哪些工具是省力杠杆？
我们在使用省力杠杆时，省了力，但费动力作用点移动的距离.
阻力臂L2
由 F1L1=F2L2
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
这是费力杠杆
2.费力杠杆
F2
F1
动力臂L1
O
费力杠杆的特点：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力.
在生活中，你发现了哪些工具是费力杠杆？
使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离.
物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆.
托盘天平
物理天平
3.等臂杠杆
特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力.
判断杠杆的种类,可结合生活经验,根据杠杆的动力臂和阻
力臂大小关系,若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆,若动力臂小
于阻力臂,则是费力杠杆,若动力臂等于阻力臂,则是等臂杠杆.
人体内许多部位的骨骼和肌肉组织也构成杠杆.手上握着重物时，可将手、手腕、尺骨和桡骨看作一个整体，它的作用相当于杠杆.
机械手操作时，模仿手的动作，同样具有杠杆的特征.
杠杆及其平衡条件
杠杆
定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆
支点(O)、动力(F1)、阻力(F2)、动力臂(L1)、阻力臂(L2)
杠杆的五要素
杠杆的平衡条件
F1L1=F2L2
生活中的杠杆
省力杠杆
L1 ＞L2 ，F1＜ F2
费力杠杆
L1 ＜L2 ，F1＞ F2
等臂杠杆
L1 =L2 ， F1= F2
课堂小结
1.如图所示，用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块.若撬棒C点受到石块的压力是1 500 N，且AB=1.5 m，BC=0.3 m 、CD=0.2 m，则要撬动该石块所用的力最小应为 （ ）
A.500 N
B.300 N
C.200 N
D.150 N
D
课堂训练
2.下列关于杠杆的一些说法中，不正确的是( )
A.杠杆必须是一根硬棒 B.力臂一定在杠杆上
C.动力臂就是支点到动力作用线的距离 D.当力的作用线通过支点时，力臂为0
B
3.如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（ ）
A.左右钩码各向支点移一格
B.左右各减少一个钩码
C.左右各减少一半钩码
D.左右各增加两个钩码
C
4.下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（ ）
A．起瓶器
B．切纸铡刀
C．食品夹
D．羊角锤
C
5.如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（ ）
o
L
o
L
o
L
o
L
F
F
F
F
G
G
G
G
A
B
C
D
D
6.如图所示的杠杆，重力不计，O为支点，AO=0.3m，当在A点悬吊一重为5N的物体，绳子拉力F =3N时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力F 的力臂L2，力臂L2为______.
O
C
F
A
B
L2
0.5m
∟
∟
F2
O
F1
L2
L1
7.如图所示，一个绕O点转动的杠杆，动力臂L1及阻力臂L2 ，在图中作出阻力F2以及动力F1的示意图.