11.1 杠杆 课件 (共26张PPT) 2023-2024学年初中物理教科版八年级下册
文档属性
| 名称 | 11.1 杠杆 课件 (共26张PPT) 2023-2024学年初中物理教科版八年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 20.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-05 17:58:30 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
第1节 杠杆
第十一章 机械与功
“给我一个支点，我就能撬动地球！”
---------阿基米德
阿基米德真的能撬动地球吗？
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1：观察工具，思考在使用时，有什么共同特点？
它们工作时，能绕一个固定点转动.
树枝剪
抽水机
铡纸刀
开瓶器
活动2：结合课本P72页内容，认识杠杆。
杠杆是最简单的机械。只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看做杠杆.
F1
F2
o
支点：杠杆绕着转动的支撑点O
动力：使杠杆转动的力F1
阻力：阻碍杠杆转动的力F2
问题：交流分享生活中常见的杠杆。
钢丝钳 杆秤 瓶盖起子
道钉撬 火钳 独轮车
活动小结
1.杠杆：杠杆是最简单的机械。只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看做杠杆。
2.认识杠杆
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
3.生活中常见的杠杆。
任务二
杠杆的平衡
活动1：观察实验，认识杠杆平衡，了解杠杆五要素。
杠杆平衡：当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫做杠杆平衡.
观察：杠杆平衡
①右图是一个平衡的杠杆，移动一边钩码的悬挂点，会产生什么现象？
杠杆会倾斜，不再处于平衡状态.
②如下图所示，用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，这时会产生什么现象？
实验表明，杠杆的平衡不仅与动力和阻力的大小有关，还与力的作用点及力的作用方向有关.
杠杆会倾斜，不再处于平衡状态.
支 点(O)：杠杆绕着转动的点.
动 力(F1)：促使杠杆转动的力.
阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力.
动力臂(L1)：从支点到动力作用线的距离.
阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的距离.
F1
F2
L1
o
L2
为了便于描述，我们引入力臂的概念。如下图所示，通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线。从支点到力的作用线的距离叫做力臂。
①杠杆五要素：
L2
L1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
问题：如何寻找杠杆力臂。
找出支点的位置
从支点作动力、阻力作用线的垂线
确定动力、阻力作用线
标垂足，定力臂
活动2：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P74页“实验探究”内容，并分小组根据实验步骤进行实验。
问题1：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。
提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？
猜想与假设：类似于二力平衡条件，杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂可能存在某些数学运算相等的关系.
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
F1
F2
O
L1
L2
实验步骤：
①调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡(便于测量力臂).
②给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡.这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量.
把支点右边的钩码重量当作动力F1，支点左边的钩码重量当作阻力F2；量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把相应的数值填入表中.
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，再做几次实验.
【视频】探究杠杆平衡条件
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
实验数据
问题：分析实验数据，得出实验结论。
由表格中的数据可知，
动力与动力臂的乘积恰好等于阻力与阻力臂的乘积.
杠杆平衡的条件是，动力×动力臂=阻力×阻力臂.
结论：
F1L1=F2L2
它的含义：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一.
任务三
杠杆的分类
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：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
3.一架不标准的天平，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.
D
4.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
B
总结：请画出本节内容的思维导图
杠杆
杠杆的平衡条件
杠杆
杠杆的分类
概念：在力的作用下，能绕支撑点转动的坚实物体。
五要素
支点（O）：杠杆绕着转动的点
动力（F1）：使杠杆转动的力
阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力
动力臂（L1）：从支点到动力作用线的距离
阻力臂（L1）：从支点到阻力作用线的距离
杠杆平衡
F1L1=F2L2
省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2
费力杠杆：L1＜L2，F1＞F2
等臂杠杆：L1=L2，F1=F2
第1节 杠杆
第十一章 机械与功
“给我一个支点，我就能撬动地球！”
---------阿基米德
阿基米德真的能撬动地球吗？
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1：观察工具，思考在使用时，有什么共同特点？
它们工作时，能绕一个固定点转动.
树枝剪
抽水机
铡纸刀
开瓶器
活动2：结合课本P72页内容，认识杠杆。
杠杆是最简单的机械。只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看做杠杆.
F1
F2
o
支点：杠杆绕着转动的支撑点O
动力：使杠杆转动的力F1
阻力：阻碍杠杆转动的力F2
问题：交流分享生活中常见的杠杆。
钢丝钳 杆秤 瓶盖起子
道钉撬 火钳 独轮车
活动小结
1.杠杆：杠杆是最简单的机械。只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看做杠杆。
2.认识杠杆
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
3.生活中常见的杠杆。
任务二
杠杆的平衡
活动1：观察实验，认识杠杆平衡，了解杠杆五要素。
杠杆平衡：当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫做杠杆平衡.
观察：杠杆平衡
①右图是一个平衡的杠杆，移动一边钩码的悬挂点，会产生什么现象？
杠杆会倾斜，不再处于平衡状态.
②如下图所示，用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，这时会产生什么现象？
实验表明，杠杆的平衡不仅与动力和阻力的大小有关，还与力的作用点及力的作用方向有关.
杠杆会倾斜，不再处于平衡状态.
支 点(O)：杠杆绕着转动的点.
动 力(F1)：促使杠杆转动的力.
阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力.
动力臂(L1)：从支点到动力作用线的距离.
阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的距离.
F1
F2
L1
o
L2
为了便于描述，我们引入力臂的概念。如下图所示，通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线。从支点到力的作用线的距离叫做力臂。
①杠杆五要素：
L2
L1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
问题：如何寻找杠杆力臂。
找出支点的位置
从支点作动力、阻力作用线的垂线
确定动力、阻力作用线
标垂足，定力臂
活动2：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P74页“实验探究”内容，并分小组根据实验步骤进行实验。
问题1：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。
提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？
猜想与假设：类似于二力平衡条件，杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂可能存在某些数学运算相等的关系.
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
F1
F2
O
L1
L2
实验步骤：
①调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡(便于测量力臂).
②给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡.这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量.
把支点右边的钩码重量当作动力F1，支点左边的钩码重量当作阻力F2；量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把相应的数值填入表中.
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，再做几次实验.
【视频】探究杠杆平衡条件
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
实验数据
问题：分析实验数据，得出实验结论。
由表格中的数据可知，
动力与动力臂的乘积恰好等于阻力与阻力臂的乘积.
杠杆平衡的条件是，动力×动力臂=阻力×阻力臂.
结论：
F1L1=F2L2
它的含义：如果动力臂是阻力臂的几倍，那么动力就是阻力的几分之一.
任务三
杠杆的分类
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：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
3.一架不标准的天平，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.
D
4.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
B
总结：请画出本节内容的思维导图
杠杆
杠杆的平衡条件
杠杆
杠杆的分类
概念：在力的作用下，能绕支撑点转动的坚实物体。
五要素
支点（O）：杠杆绕着转动的点
动力（F1）：使杠杆转动的力
阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力
动力臂（L1）：从支点到动力作用线的距离
阻力臂（L1）：从支点到阻力作用线的距离
杠杆平衡
F1L1=F2L2
省力杠杆：L1＞L2，F1＜F2
费力杠杆：L1＜L2，F1＞F2
等臂杠杆：L1=L2，F1=F2