10.1科学探究：杠杆的平衡条件第2课时探究杠杆平衡的条件 课件 (共27张PPT) 2023-2024学年度沪科版物理八年级全册

(共27张PPT)
10.1科学探究：杠杆的平衡条件
第2课时 杠杆平衡的条件
八下 物理
沪科版
新课引入
思考
那你知道视频中涉及到杠杆的哪些知识吗？
通过实验，探究杠杆的平衡条件，经历科学探究的过程。并会进行相关计算。
学习目标
为什么体重不同的两人
能让跷跷板水平静止？
为什么重力相同的两人
不能让跷跷板水平静止？
根据我们学过的力学知识，杠杆在什么时候处于平衡状态？
思考
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说此时杠杆处于平衡状态
定义
新知学习
杠杆的平衡
极限挑战：跷跷板称重游戏 哪端落下哪端获胜
思考哪些因素可能会让你获胜呢？
体重优势获胜
“老狐狸”黄磊传授取胜秘诀
秘诀一：“力大”
秘诀二：力不变，但是让参赛者往后坐，也就是改变了力臂
实 验 1
探究杠杆的平衡条件
杠杆的平衡可能与动力、阻力、动力臂和阻力臂有关
假设一：
假设二：
假设三：
假设四：
F1+l1=F2+l2
F1–l1=F2–l2
F1/l1=F2/l2
F1 · l1=F2 · l2
提出问题
猜想与假设
......
制定计划和设计实验
1.器材：杠杆、钩码若干、弹簧测力计、铁架台
2.测量的物理量：力的大小 力臂的长度
3.当杠杆平衡时，分别测出动力F1、阻力F2，动力臂L1、阻力臂L2。并多次改变力和力臂的大小，获取多组数据。
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
思考
实验表格
次数 动力F1 /N 阻力F2 /N 动力臂l1/m 阻力臂l2 /m
1
2
3
注意
杠杆平衡的调节方法与天平类似，可记住如下规律：哪一端高，平衡螺母就向哪一端调。即右端高，平衡螺母向右调；左高，平衡螺母向左调。
A
B
A、B两图中的哪个杠杆处于平衡状态？
均处于平衡状态
采用A图。实验时，使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出力臂的大小。另外，可以消除杠杆自身的重力对实验结果的影响。
实验时采用哪幅图？为什么？
进行实验与收集证据
实验步骤:
1.安装好杠杆，调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
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.改变动力和动力臂的大小，相应调节阻力和阻力臂的大小，再做一次实验，并将数据记录在表格中。
4. 在杠杆的一侧挂上钩码作为动力，通过在同侧的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记录在表格中。
演示实验：
次数 动力F1 /N 动力臂l1/m 阻力F2 /N 阻力臂l2 /m
1
2
3
实验记录表格：
1
12
1.5
8
2
10
1
20
2
16
4
8
杠杆的平衡条件:
动力×动力臂 ＝ 阻力×阻力臂
F1l1＝ F2l2
实验结论
1.在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡
2.挂钩码后，不能再动平衡螺母
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
4.利用杠杆的平衡条件公式时，动力和阻力的单位要统一为力的单位“N”，动力臂和阻力臂的单位要统一，但不一定是“m”，其他长度单位统一也可以。
实验注意事项
杠杆的平衡条件能否描述为“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”？为什么？
？
分别将弹簧测力计沿竖直向下和斜向下两个角度拉。观察杠杆平衡时，两次的拉力是否相同，并且讨论原因。
拉力方向 阻力F2 /N 阻力作用点到支点的距离 /m 动力作用点到支点的距离/m 动力F1 /N
竖直向下 1 15 10
斜向下 1 15 10
1.5
大于1.5
弹簧测力计斜向下拉时，不满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”，因此杠杆的平衡条件不能这样描述
两次实验中示数不同的原因是什么呢？
？
力臂发生了改变
例 如下图中的男孩重500N，女孩重350N，当男孩离跷跷板的转轴
70cm时，女孩应该坐在哪里才能使跷跷板在水平位置上平衡
解: 已知: F1=500N， l1=70cm，F2=350N
由杠杆平衡条件 F1 l1=F2 l2 得:
答：女孩应该坐在离跷跷板的转轴100cm的位置，才能使跷跷板在
水平位置上平衡
想想议议
阿基米德曾说过：“ 给我一个支点，我可以撬起整个地球 ”，
学习了杠杆的平衡条件，请同学们思考，阿基米德的愿望能实现吗？
针对训练
如图所示，杠杆平衡，若在右端钩码下加挂2个等重的钩码，左端钩码的位置应当______移_____格，才能使杠杆重新平衡。
左
2
杠杆的平衡条件
探究杠杆的平衡条件
探究杠杆的平衡条件
杠杆在动力和阻力的作用下静止
课堂小结
提出问题
猜想与假设
制定计划和设计实验
实验步骤
注意事项
1. 根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求，完成下列各题：
（1）某同学在调节杠杆水平位置平衡时，杠杆静止时的位置如图所示。此时杠杆________（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。
（2）在调节时，要使杠杆在水平位置平衡，其目的主要是为了_________________________________。
是
便于直接在杠杆上读出力臂的值
随堂练习
（3）开始实验前，某小组同学准备了砝码、弹簧夹、刻度尺、弹簧测力计、带刻度的杠杆，其中多余的器材是______________，缺少的器材是_________________。
（4）某小组的同学采用两边挂钩码的方法做实验，当杠杆平衡时，测得的数据如表所示。经过对表格中数据的比较，可得到的结论是：____________________________________________。
序号 动力F1(N) 动力臂l1(cm) 阻力F2(N) 阻力臂l2(cm)
1 2 15 3 10
2 4 10 8 5
3 3 5 1 15
当杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂
刻度尺和砝码
钩码，铁架台
2.如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再挂一个钩码（钩码的质量都相同），杠杆将（　 ）
A．还继续处于水平平衡
B．右端上升，左端下降
C．右端下降，左端上升
D．无法确定杠杆的运动状态
C
3.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0.5N)等实验器材，探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前，杠杆静止在甲所示的位置，则此时杠杆处于　　 (选填“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_______(选填“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
实践与拓展
两根蜡烛被点燃后，由于融化速度不同，蜡烛油交替滴落，造成两支蜡烛的重量不同，就出现了交替摆动。
找两根一样长的蜡烛，一支吸管，一根牙签，两个一样的茶杯，按如图所示放置，点燃两边的烛芯，蜡烛跷跷板便会不停的撬动起来，想一想，这是什么道理？
蜡烛跷跷板
原理