沪粤版物理八年级下册 6.5 探究杠杆的平衡条件-课件(共33张PPT)

(共33张PPT)
第六章第五节
探究杠杆的平衡条件
人们生产、生活中用到了下列的工具
注意：硬棒可以是直的,也可以是弯曲的,即杠杆可以是各种各样的形状。
定义：
物理学中,把能绕某一固定点转动的硬棒,叫做杠杆。
蹊跷板及上面列举的生产工具都是杠杆。
1.受力的作用；
2.绕固定点转动；
3.比较坚硬。
共同特征
一、认识杠杆
F2阻力
L1动力臂
L2阻力臂
动力作用线
阻力作用线
O支点
杠杆绕着转动的固定点
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
认识杠杆的五要素:
杠杆五要素
注意：杠杆的力臂不一定在杠杆上。
画杠杆力臂的方法
①找点（确定支点）；
②画线（画力的作用线，一般画为虚线）；
③作垂线段（从支点向力的作用线作垂线，垂足在力的作用线上，一般画为虚线）；
④标力臂（标垂足——直角符号、标力臂——支点到垂足的距离 ）。
一“点”——支点O（一定在杠杆上）
二“力”——动力F1、阻力F2
二“臂”—— 动力臂L1、阻力臂L2
例题1：画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
F1
F2
L1
L2
O
例题2：画出它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
F1
F2
L1
L2
O
O
F2
F1
L1
L2
杠杆的平衡
当杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。
二、探究蹊跷板中的道理
怎样才能使这些工具平衡呢？让我们从跷跷板开始进行探究。
跷跷板的简化装置：
为了便于探究跷跷板怎样才能平衡，可以对它进行简化。
用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人。
活动1：探究杠杆的平衡条件
1.提出问题：
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？
2.猜想与假设：
假设一：F1+L1=F2+L2
假设二：F1–L1=F2–L2
假设三：F1/L1=F2/L2
假设四：F1 · L1=F2 · L2
A
B
3.制订计划与设计实验
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
器材:
测量的物理量:
力的大小
力臂的长度
（2） A、B两图中的杠杆处于静止状态，实验时采用哪幅图？为什么？
讨论：
实验时，使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出或量出力臂的大小。
（1）杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用
调节杠杆自身的平衡。
实验步骤：
1.调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
2.在杠杆的左侧一个位置挂上适量的钩码，记录此位置，同时在右侧挂上适量的钩码，移动此钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，记录此位置。
3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据。
1.在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
2.挂钩码后，不能再移动平衡螺母，只能通过移动钩码的位置使杠杆平衡。
3.读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。
实验注意事项
4.进行实验与收集数据
请同学们开始做实验
实验次数 F1/N L1/m F2/N L2/m
1
2
3
2
0.15
3
0.10
5
0.08
10
0.04
10
0.05
5
0.10
实验数据记录
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
Ｆ１
＝
Ｌ１
5.分析论证、得出结论
F1×L1=F2×L2
或
杠杆的平衡条件：
Ｌ２
Ｆ２
总之,杠杆的平衡条件是
F1×L1 = F2×L2
交流与合作
你的实验结论与你的假设一致吗 你的结论是什么
例题1：如上图中的大人重750N，小女孩重250N，当大人坐在与跷跷板的转轴距离0.5m处，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？
已知：F2=750N，L2=0.5m，F1=250N
求：L1=？
解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，得
L1=F2L2/F1=750NX0.5m÷250N=1.5m
答：小女孩应该坐在离转轴1.5m处。
A
O
B
C
F2
F1
已知：L2=A0=0.1m L1=0C=0.7m F2=G=1400N
解：由杠杆平衡条件：F1L1=F2L2可得：
答：需要在B端竖直向下用200N的力才能撬起石头。
求：F1=
例题2：如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端B端，其中AO＝0.1m，AB＝1m，OC＝0.7m，要撬起重为1400N的石头，需要在B端竖直向下用多少N的力才能撬起石头？
F1=F2L2/L1=
1400N×0.1m÷0.7m=200N
你能说出“小小秤砣压千斤”的道理吗
你知道拧松生锈的螺帽要用一段水管套在板手柄上的道理吗
理发剪刀和铁匠用的剪刀有何区别
三、杠杆的作用
阿基米德是古希腊伟大的科学家，他有句名言：“只要给我一个支点和一根足够长的杠杆，我就能撬动地球。”阿基米德说这句话的理论根据是什么？
交流与合作
根据杠杆的平衡条件：
F1·L1=F2·L2
①当L1>L2　时， F1②当L1F2(动力>阻力)
③当L1=L2　时，F1=F2(动力=阻力)
杠杆类型 杠杆特点
省力杠杆
L1>L2　 F1如：撬棒 起子 铡刀 抽水机
费力杠杆 L1F2
如： 脚踏板 镊子
等臂杠杆 L1=L2　　F1=F2 如：天平
活动2：认识生活中的杠杆
省力杠杆
它们有何共同特点？
（动力臂 〉阻力臂）
费力杠杆
它们有何共同特点？
（动力臂〈阻力臂）
F2
F1
动力臂l1
阻力臂l2
O
动力臂=阻力臂
等臂杠杆
天平是等臂杠杆的典型应用
请对下列器具应用的杠杆进行分类：
等臂杠杆
费力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
杠杆类型 杠杆的优点 杠杆的缺点
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？使用费力杠杆有什么好处？
当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会省距离，很方便。
省力
费距离
省距离
费力
既不省力也不省距离