6.5 探究杠杆的平衡条件 课件(共26张PPT) 2023-2024学年初中物理沪粤版八年级下册

(共26张PPT)
第5节 探究杠杆的平衡条件
第六章 力和机械
“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。
任务一
探究跷跷板中的道理
活动1：观察课本P24页6-37所示的情景，想一想：如何才能使跷跷板保持水平？
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。
问题：结合课本认识杠杆，并交流分享生活中常见的杠杆。
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。
钢丝钳 杆秤 瓶盖起子
道钉撬 火钳 独轮车
任务二
探究杠杆的平衡条件
活动1：小组利用手中器材，合作完成课本P25页“探究杠杆的平衡条件”实验，记录实验数据。
实验器材：
杠杆平衡实验装置、钩码.
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。
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。
用F1、F2表示钩码的拉力，用L1、L2表示钩码离开悬挂点O的距离
F1
F2
L1
L2
③改变钩码数量和它们离点O的距离，使杠杆处于水平静止状态。将各次实验所得的数据填入表格中。
次数 拉力F1/N 距离L1/m 拉力F2/N 距离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
【视频】探究杠杆平衡条件
问题1：结合课本P25页，认识杠杆的五要素，了解杠杆平衡。
杠杆在动力和阻力的作用下处于静止状态，叫做杠杆平衡。
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
L2
L1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
找出支点的位置
从支点作动力、阻力作用线的垂线
标垂足，定力臂
交流思考：如何寻找杠杆力臂。
问题2：分析实验数据，交流实验结论。
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F1就是阻力F2的几分之一.
例题 假如大人重750N，小女孩重250N。当大人坐在与跷跷板的转轴距离为0.5m处，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板水平平衡？
已知：阻力F2=750N，阻力臂L2=0.5m，动力F1=250N。
求：动力臂L1的大小。
解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，得
L1==×0.5m=1.5m
答：小女孩应该坐在离转轴1.5m处。
活动2：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）
铁皮剪刀
理发剪刀
普通剪刀
问题：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。
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.
活动小结
1.杠杆：把能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆。
2.杠杆的五要素：
支点（O）、动力（F1）、阻力（F2）、动力臂（L1）、阻力臂（L2）
3.杠杆平衡条件：F1L1=F2L2
4.三类杠杆
省力杠杆：L1 ＞L2 ，F1＜ F2
等臂杠杆：L1 =L2 ， F1= F2
费力杠杆：L1 ＜L2 ，F1＞ F2
任务三
杠杆的作用
活动：请画出下图中各种器具的支点和力臂。
F1
F2
O
F1
F2
O
L2
L1
L1
L2
省力杠杆 省力杠杆
F2
F1
F2
F1
O
O
L1
L2
L1
L2
等臂杠杆
费力杠杆
F2
F1
F2
F1
O
O
L1
L2
L1
L2
省力杠杆 省力杠杆
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.
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
探究杠杆的平衡条件
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