人教版八年级物理下册课件 (共24张PPT) 12.1 第1课时 杠杆及其平衡条件
文档属性
| 名称 | 人教版八年级物理下册课件 (共24张PPT) 12.1 第1课时 杠杆及其平衡条件 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-25 11:15:55 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
新课导入
阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”
人类很早以前就学会使用杠杆了。丽辉煌的咸阳宫曾蔚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。下图就是我们的祖先在建造宫殿时的情景。你能讲出其中的道理吗？
学习目标
1.认识杠杆，了解关于杠杆的五要素。
2.通过实验，探究杠杆的平衡条件及应用。
3.利用 F1l1=F2l2 进行相关计算。
一、认识杠杆
课堂探究
同学们仔细观察，以下物品有什么相同点？
这些工具在使用时，有什么共同特点
共同特征
有力的作用
绕固定点转动
硬棒
定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
注意:
（1）“硬棒” 是指在力的作用不发生形变。
（2）杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。
动力l1
阻力F2
O
动力臂l1
阻力臂l2
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母 O 表示。
杠杆的五要素
（2）动力：使杠杆转动的力，用字母 F1 表示。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母 F2 表示。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，用字母 l1 表示。
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用字母 l2 表示。
（1）确定支点O。
先假设杠杆转动， 则杠杆上相对静止的点即为支点。
力臂的画法
（2）确定动力和阻力的作用线。
从动力、阻力作用点沿力的方向分别画直线或反向延长线，即动力、阻力的作用线。
（3）从支点作动力、阻力作用线的垂线
（4）标垂足，定力臂
F2
B
O
A
F1
l2
l1
B
F2
O
F1
A
判断下面画的力臂是否正确，错误的指出原因。
l
F
l
F
不是作用点到支点的距离
不是支点到作用线端点的距离
×
×
√
l
F
l
F
不是垂足到作用点的距离
×
二、杠杆的平衡条件
思 考
为什么体重不同的两人能让跷跷板水平静止？
在杠杆的使用中，杠杠的平衡状态是一种非常重要的状态。
杠杆满足什么条件时才会平衡呢？下面我们一起探究。
为什么重力相同的两人不能让跷跷板水平静止？
探究实验：杠杆的平衡条件
实验步骤：
思考：怎么调？调到水平平衡的目的是什么？
（1）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
调节方法：杠杆哪端高，就向哪端调节平衡螺母。
（1）保证力臂沿杠杆，便于测量；
（2）消除杠杆自身重力对实验结果的影响。
目的：
（2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。
目的：保证力臂沿杠杆，便于测量力臂。
注意：此时不能再调平衡螺母
次数 动力 F1 /N 阻力 F2 /N 动力臂 l1 /m 阻力臂
l2 /m
1
2
3
4
5
6
（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再多做几次实验。
目的：避免结论的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍性规律
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
次数 动力 F1 /N 动力臂 l1 /cm 阻力 F2 /N 阻力臂
l2 /cm
1 1 15 3 5
2 2 10 2 10
3 3 10 2 15
4 2 20 4 10
……
（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
杠杆平衡时：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
注意：
这就是阿基米德
发现的杠杆原理。
计算公式：
（2）杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。
（1）应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同。
例 题
1.如图所示，小明利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码(每个钩码重均为
0.5 N ) 等实验器材，探究杠杆的平衡条件。
（1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于 (填“平衡”或
“不平衡”)状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节，这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响。
（2）将杠杆调整好后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
平衡
左
2
（3）如图丙所示，小明用弹簧测力计替代钩码，先在B点竖直向下拉使杠杆平衡，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐_________(填“变大”或“变小”)，原因是__________________________。
（4）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是________。(填序号)
A. 使测量数据更准确
B. 多次测量取平均值减小误差
C. 避免偶然性，使实验结论具有普遍性
变大
拉力力臂变小
C
2.据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了根长度为 12 m 的槽钢作为杠杆。吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数
F1 为 200 N。测得 l1 为 6 m，l2 为 4 cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。
g 取10N/kg。
O
l1＝6 m
l2＝4 cm
F1＝200 N
F2
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200 N×6 m
0.04 m
＝3×104 N
=
10 N/kg
3×104 N
=3×103 kg＝3t
m
=
F2
g
=
G
g
课堂小结
杠杆的五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬
杠杆的平衡条件：动力 动力臂=阻力 阻力臂 （F1l1＝F2l2）
杠杆
棒就是杠杆。
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
新课导入
阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”
人类很早以前就学会使用杠杆了。丽辉煌的咸阳宫曾蔚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。下图就是我们的祖先在建造宫殿时的情景。你能讲出其中的道理吗？
学习目标
1.认识杠杆，了解关于杠杆的五要素。
2.通过实验，探究杠杆的平衡条件及应用。
3.利用 F1l1=F2l2 进行相关计算。
一、认识杠杆
课堂探究
同学们仔细观察，以下物品有什么相同点？
这些工具在使用时，有什么共同特点
共同特征
有力的作用
绕固定点转动
硬棒
定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
注意:
（1）“硬棒” 是指在力的作用不发生形变。
（2）杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。
动力l1
阻力F2
O
动力臂l1
阻力臂l2
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母 O 表示。
杠杆的五要素
（2）动力：使杠杆转动的力，用字母 F1 表示。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母 F2 表示。
（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离，用字母 l1 表示。
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用字母 l2 表示。
（1）确定支点O。
先假设杠杆转动， 则杠杆上相对静止的点即为支点。
力臂的画法
（2）确定动力和阻力的作用线。
从动力、阻力作用点沿力的方向分别画直线或反向延长线，即动力、阻力的作用线。
（3）从支点作动力、阻力作用线的垂线
（4）标垂足，定力臂
F2
B
O
A
F1
l2
l1
B
F2
O
F1
A
判断下面画的力臂是否正确，错误的指出原因。
l
F
l
F
不是作用点到支点的距离
不是支点到作用线端点的距离
×
×
√
l
F
l
F
不是垂足到作用点的距离
×
二、杠杆的平衡条件
思 考
为什么体重不同的两人能让跷跷板水平静止？
在杠杆的使用中，杠杠的平衡状态是一种非常重要的状态。
杠杆满足什么条件时才会平衡呢？下面我们一起探究。
为什么重力相同的两人不能让跷跷板水平静止？
探究实验：杠杆的平衡条件
实验步骤：
思考：怎么调？调到水平平衡的目的是什么？
（1）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
调节方法：杠杆哪端高，就向哪端调节平衡螺母。
（1）保证力臂沿杠杆，便于测量；
（2）消除杠杆自身重力对实验结果的影响。
目的：
（2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。
目的：保证力臂沿杠杆，便于测量力臂。
注意：此时不能再调平衡螺母
次数 动力 F1 /N 阻力 F2 /N 动力臂 l1 /m 阻力臂
l2 /m
1
2
3
4
5
6
（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再多做几次实验。
目的：避免结论的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍性规律
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
次数 动力 F1 /N 动力臂 l1 /cm 阻力 F2 /N 阻力臂
l2 /cm
1 1 15 3 5
2 2 10 2 10
3 3 10 2 15
4 2 20 4 10
……
（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
杠杆平衡时：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
注意：
这就是阿基米德
发现的杠杆原理。
计算公式：
（2）杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。
（1）应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同。
例 题
1.如图所示，小明利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码(每个钩码重均为
0.5 N ) 等实验器材，探究杠杆的平衡条件。
（1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于 (填“平衡”或
“不平衡”)状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节，这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响。
（2）将杠杆调整好后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
平衡
左
2
（3）如图丙所示，小明用弹簧测力计替代钩码，先在B点竖直向下拉使杠杆平衡，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐_________(填“变大”或“变小”)，原因是__________________________。
（4）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是________。(填序号)
A. 使测量数据更准确
B. 多次测量取平均值减小误差
C. 避免偶然性，使实验结论具有普遍性
变大
拉力力臂变小
C
2.据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了根长度为 12 m 的槽钢作为杠杆。吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数
F1 为 200 N。测得 l1 为 6 m，l2 为 4 cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。
g 取10N/kg。
O
l1＝6 m
l2＝4 cm
F1＝200 N
F2
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200 N×6 m
0.04 m
＝3×104 N
=
10 N/kg
3×104 N
=3×103 kg＝3t
m
=
F2
g
=
G
g
课堂小结
杠杆的五要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。
杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬
杠杆的平衡条件：动力 动力臂=阻力 阻力臂 （F1l1＝F2l2）
杠杆
棒就是杠杆。