12.1 杠杆 课件(共20张PPT) 2023-2024学年人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 12.1 杠杆 课件(共20张PPT) 2023-2024学年人教版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 19.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-31 12:51:31 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
人类很早以前就使用杠杆了。壮丽辉煌的咸阳宫曾巍然耸立与八百里秦川。司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。上图就是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的请假。你能讲出其中的道理吗？
1.认识杠杆，能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
2.会通过实验，探究杠杆的平衡条件，并利用杠杆的平衡条件进行相关计算。
3.知道省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的特点。
4.知道杠杆在生活中的应用。
任务一
认识杠杆
活动：在生活中人们为了方便会使用一些工具，这些工具就是机械。阅读课本内容我们知道，一根硬棒在力的作用下能绕着固定点O转动，这跟硬棒就是杠杆。生活中常见的杠杆有：
钳子
指甲剪
独轮车
钓鱼竿
杠杆五要素分别为：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。交流思考下列问题：
问题1：杠杆一定是直的吗？请说明理由。
不一定。杠杆可以是直的，也可以是弯曲的，比如：剪刀、钳子等。
问题3：力臂一定在杠杆上吗？请说明理由？
问题2：支点一定在杠杆上吗？找支点有什么方法？请说明理由。
支点一定在杠杆上。找支点可以用“化静为动”，即假设让杠杆转动一个小的角度，则杠杆上固定不动的点就是支点。
力臂不一定在杠杆上。力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离，故力臂不一定在杠杆上。
活动小结
1.杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这跟硬棒就是杠杆。
2.杠杆的五要素：
支点：杠杆可以绕其转动的点O
动力：使杠杆转动的力F1
阻力：阻碍杠杆转动的力F2
动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离l1
阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离l2
任务二
探究杠杆的平衡条件
活动：认识杠杆后，杠杆的平衡状态也是一种非常重要的状态。认真阅读课本P77页“实验”内容，并分小组根据实验步骤进行实验。
问题1：实验前，如何调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡？
按照“左偏（沉）右调，右偏（沉）左调”的原则。若杠杆左端下沉，则将平衡螺母向右调；若杠杆右端下沉，则将平衡螺母向左调。
问题2：为什么使杠杆在水平位置平衡？
①便于从杠杆上直接读出力臂。
②消除杠杆自身重力对实验的影响。
问题3：挂钩码后，能不能再调节平衡螺母使其在水平位置平衡？为什么？
不能。实验前调节平衡螺母是为了消除杠杆自重的影响，实验过程中不可再调节平衡螺母。
实验结果表明，杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂
或写为：F1l1=F2l2
问题5：观看实验视频，记录数据。根据实验数据的分析得出实验结论。
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.0 0.05 0.5 0.10
2 1.5 0.05 0.5 0.15
3 1.5 0.10 1.0 0.15
4 1.0 0.15 1.0 0.15
5 1.5 0.05 0.5 0.15
活动小结
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
或写为： F1l1=F2l2
任务三
杠杆的应用
活动1：根据杠杆的五要素画出下列图中的力和力臂。
甲
丙
乙
O
F1
L1
F2
L2
F2
L2
F1
O
L1
O
F1
F2
L1
L2
结合杠杆的平衡条件，分析甲、乙、丙中的力和力臂，完成表格填空。
图形 甲 乙 丙
力臂 l1 l2 l1 l2 l1 l2
力 F1 F2 F1 F2 F1 F2
特点
类型
＞
＜
=
＞
＜
=
省力费距离
费力省距离
既不省力也不省距离
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
活动2：根据任务一知道了杠杆有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。请判断下图中，哪种是省力杠杆，哪种是费力杠杆，哪种杠杆既不省力也不费力？
省力
省力
等臂
费力
交流讨论：如何找杠杆最小力？
【参考答案】
找杠杆“最小力”：由F1l1=F2l2知，F2l2一定，F1l1成反比。
第一步：找最大动力臂
第二步：作最小动力
①动力作用点确定时，支点到动力作用点的线段；
②动力作用点没有确定时，杠杆上距离支点最远的点到支点的距离。
①作线：过动力作用点作最大动力臂的垂线；
②确定动力方向：使杠杆转动的方向。
活动小结
杠杆的分类：
省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力费距离；
费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力省距离；
等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，既不省力也不省距离
1.如图所示，这款图钉来自于一个初中生的创意，翘起部分为我们预留下施力空间。图钉作为杠杆，当按图所示施力时其支点为（ ）
A.A点 B.B点
C.C点 D.D点
2.下列杠杆平衡的是（杆重和摩擦均不计）（ ）
C
A
3.如图所示，要使杠杆平衡，在A点作用的力分别为F1、F2、F3，则（ ）
A.沿竖直方向的力F1最小
B.沿垂直于杠杆OA方向的力F2最小
C.沿水平方向的力F3最小
D.无论什么方向，用的力一样大
4. 一架不标准的天平，主要使由于它横梁左右两臂不等长。为了减少实验误差，在实验室中常用“交换发”来测定物体的质量。即先将被测物体放在左盘，当天平平衡时，右盘中砝码的总质量为m1；再把被测物体放在右盘，当天平平衡时，左盘中砝码的总质量为m2.则被测物体的质量为（ ）
A. B.
C. D.
B
D
5.如图所示，质量不计的木板AB处于水平位置平衡，且可绕O点无摩擦转动，OA=0.2 m，OB=0.5 m，在A端挂一个重5 N的物体甲，另一重2.5 N的小滑块乙在水平拉力作用下，以0.1 m/s的速度从O点匀速向右滑动，在此过程中，甲对地面的压力 （选填“变大”“变小”或“不变”），小滑块在木板上水平滑动的时间为 s。
变小
4
总结：请画出本节内容的思维导图
杠杆
平衡条件
静止或匀速转动=平衡状态
动力×动力臂=阻力×阻力臂
定义
有力、固定点、硬棒
五要素
支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
杠杆
的分类
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
特点：动力臂大于阻力臂，省力，费距离
动力臂小于阻力臂，费力，省距离
动力臂等于阻力臂，不省力，也不省距离
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
人类很早以前就使用杠杆了。壮丽辉煌的咸阳宫曾巍然耸立与八百里秦川。司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。上图就是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的请假。你能讲出其中的道理吗？
1.认识杠杆，能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
2.会通过实验，探究杠杆的平衡条件，并利用杠杆的平衡条件进行相关计算。
3.知道省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的特点。
4.知道杠杆在生活中的应用。
任务一
认识杠杆
活动：在生活中人们为了方便会使用一些工具，这些工具就是机械。阅读课本内容我们知道，一根硬棒在力的作用下能绕着固定点O转动，这跟硬棒就是杠杆。生活中常见的杠杆有：
钳子
指甲剪
独轮车
钓鱼竿
杠杆五要素分别为：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。交流思考下列问题：
问题1：杠杆一定是直的吗？请说明理由。
不一定。杠杆可以是直的，也可以是弯曲的，比如：剪刀、钳子等。
问题3：力臂一定在杠杆上吗？请说明理由？
问题2：支点一定在杠杆上吗？找支点有什么方法？请说明理由。
支点一定在杠杆上。找支点可以用“化静为动”，即假设让杠杆转动一个小的角度，则杠杆上固定不动的点就是支点。
力臂不一定在杠杆上。力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离，故力臂不一定在杠杆上。
活动小结
1.杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这跟硬棒就是杠杆。
2.杠杆的五要素：
支点：杠杆可以绕其转动的点O
动力：使杠杆转动的力F1
阻力：阻碍杠杆转动的力F2
动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离l1
阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离l2
任务二
探究杠杆的平衡条件
活动：认识杠杆后，杠杆的平衡状态也是一种非常重要的状态。认真阅读课本P77页“实验”内容，并分小组根据实验步骤进行实验。
问题1：实验前，如何调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡？
按照“左偏（沉）右调，右偏（沉）左调”的原则。若杠杆左端下沉，则将平衡螺母向右调；若杠杆右端下沉，则将平衡螺母向左调。
问题2：为什么使杠杆在水平位置平衡？
①便于从杠杆上直接读出力臂。
②消除杠杆自身重力对实验的影响。
问题3：挂钩码后，能不能再调节平衡螺母使其在水平位置平衡？为什么？
不能。实验前调节平衡螺母是为了消除杠杆自重的影响，实验过程中不可再调节平衡螺母。
实验结果表明，杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂
或写为：F1l1=F2l2
问题5：观看实验视频，记录数据。根据实验数据的分析得出实验结论。
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.0 0.05 0.5 0.10
2 1.5 0.05 0.5 0.15
3 1.5 0.10 1.0 0.15
4 1.0 0.15 1.0 0.15
5 1.5 0.05 0.5 0.15
活动小结
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
或写为： F1l1=F2l2
任务三
杠杆的应用
活动1：根据杠杆的五要素画出下列图中的力和力臂。
甲
丙
乙
O
F1
L1
F2
L2
F2
L2
F1
O
L1
O
F1
F2
L1
L2
结合杠杆的平衡条件，分析甲、乙、丙中的力和力臂，完成表格填空。
图形 甲 乙 丙
力臂 l1 l2 l1 l2 l1 l2
力 F1 F2 F1 F2 F1 F2
特点
类型
＞
＜
=
＞
＜
=
省力费距离
费力省距离
既不省力也不省距离
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
活动2：根据任务一知道了杠杆有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。请判断下图中，哪种是省力杠杆，哪种是费力杠杆，哪种杠杆既不省力也不费力？
省力
省力
等臂
费力
交流讨论：如何找杠杆最小力？
【参考答案】
找杠杆“最小力”：由F1l1=F2l2知，F2l2一定，F1l1成反比。
第一步：找最大动力臂
第二步：作最小动力
①动力作用点确定时，支点到动力作用点的线段；
②动力作用点没有确定时，杠杆上距离支点最远的点到支点的距离。
①作线：过动力作用点作最大动力臂的垂线；
②确定动力方向：使杠杆转动的方向。
活动小结
杠杆的分类：
省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力费距离；
费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力省距离；
等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，既不省力也不省距离
1.如图所示，这款图钉来自于一个初中生的创意，翘起部分为我们预留下施力空间。图钉作为杠杆，当按图所示施力时其支点为（ ）
A.A点 B.B点
C.C点 D.D点
2.下列杠杆平衡的是（杆重和摩擦均不计）（ ）
C
A
3.如图所示，要使杠杆平衡，在A点作用的力分别为F1、F2、F3，则（ ）
A.沿竖直方向的力F1最小
B.沿垂直于杠杆OA方向的力F2最小
C.沿水平方向的力F3最小
D.无论什么方向，用的力一样大
4. 一架不标准的天平，主要使由于它横梁左右两臂不等长。为了减少实验误差，在实验室中常用“交换发”来测定物体的质量。即先将被测物体放在左盘，当天平平衡时，右盘中砝码的总质量为m1；再把被测物体放在右盘，当天平平衡时，左盘中砝码的总质量为m2.则被测物体的质量为（ ）
A. B.
C. D.
B
D
5.如图所示，质量不计的木板AB处于水平位置平衡，且可绕O点无摩擦转动，OA=0.2 m，OB=0.5 m，在A端挂一个重5 N的物体甲，另一重2.5 N的小滑块乙在水平拉力作用下，以0.1 m/s的速度从O点匀速向右滑动，在此过程中，甲对地面的压力 （选填“变大”“变小”或“不变”），小滑块在木板上水平滑动的时间为 s。
变小
4
总结：请画出本节内容的思维导图
杠杆
平衡条件
静止或匀速转动=平衡状态
动力×动力臂=阻力×阻力臂
定义
有力、固定点、硬棒
五要素
支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
杠杆
的分类
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
特点：动力臂大于阻力臂，省力，费距离
动力臂小于阻力臂，费力，省距离
动力臂等于阻力臂，不省力，也不省距离