6.5探究杠杆的平衡条件第1课时探究杠杆的平衡条件 课件 (共33张PPT) 2023-2024学年度粤沪版物理八年级下册

(共33张PPT)
6.5探究杠杆的平衡条件
第1课时探究杠杆的平衡条件
八年级下
新课引入
观看视频，思考小川为什么可以“举起”大鼎？
观察以下工具，它们有什么共同点？
思考
1.能绕固定点转动
2.硬棒
1. 知道什么是杠杆，能从常见工具中辨认出杠杆
2. 能辨认出支点、动力、阻力，能确定动力臂、阻力臂
3.理解杠杆的平衡条件，并能进行简单的计算
学习目标
重点
难点
难点
新知学习
一、探究跷跷板中的道理
小红和爸爸分别坐在跷跷板的两侧，怎样才能使跷跷板保持水平呢？
让小红离跷跷板的支点远一点
思考
让爸爸离跷跷板的支点近一点
为了便于探究，需要对跷跷板装置简化进行实验研究
用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人
模拟跷跷板实验
思考
如何精确的表示爸爸离跷跷板的支点有多近，小红离跷跷板的支点有多远时，跷跷板会平衡？
——建立模型法
二者都可以绕一个点进行转动
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
思考
软棒可以做杠杆吗？
不可以，软棒在受力会发生变形，便不能绕固定点转动
生活中的杠杆
知识拓展
杠杆平衡:
测滑动摩擦力:
测物体重力:
实 验 1
探究杠杆的平衡条件
杠杆保持平衡的条件是什么？
1.提出问题：
类比
匀速直线运动拉动物体
或
静止状态
匀速转动
物体需要静止
2.实验器材：
杠杆、钩码若干、铁架台
杠杆两端的螺母作用是什么
思考
实验前，调节螺母使杠杆水平平衡，从而消除杠杆自重对实验的影响
温馨提示
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。
②在杠杆的两边分别挂上数量不同的钩码，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；
①调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时处于水平静止状态；
3.实验步骤：
④把F1、F2、L1、L2 的数值填入表格中；改变F1、F2，再做一次实验
③改变钩码数量和它们离开点 O 的距离，使杠杆处于水平静止状态；
思考
为什么要做多次试验？
减小误差，避免试验的偶然性
4.实验视频：
次数 左边 右边 拉力F1/N 距离L1/m 拉力 F2/N 距离L2/m
1
2
5.实验数据：
6.实验结论：
杠杆在水平平衡时：F1 · L1 = F2 · L2
×
×
×
×
=
=
1 12 1.5 8
2 10 1 20
7.交流与反思：
小明将杠杆的平衡条件描述为“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”，你认为是否正确？为什么？
不正确，实验中只是探究了杠杆在水平时的平衡，未探究在杠杆在非水平时的平衡
8.修正结论：
L1
L2
用L1，L2分别表示两边钩码到支点的距离，则杠杆在平衡时，可表示为：
F1 · L1 = F2 · L2
杠杆的五要素：
支 点(O)：杠杆绕着转动的固定点
动 力(F1)：驱使杠杆转动的力
阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力
F2
O
F1
动力臂(L1)：支点到动力作用线的距离
阻力臂(L2)：支点到阻力作用线的距离
F1
F2
L1
o
L2
注意：力臂不一定在杠杆上
（力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线）
(动力作用线)
(阻力作用线)
（1）找出支点
（2）作出力的作用线，用虚线向正向或
反向延长
（3）做支点到力的作用线的垂线(虚线)
（4）标出力臂(动力臂L1，阻力臂 L2)
L2
L1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
力臂的作图方法：
注意：不能漏标垂足
练习：画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
杠杆的平衡条件：
动力×( 　 　　 ) ＝阻力×( 　　 　 )
动力臂
阻力臂
即F1×( ) ＝F2×( ) 或
上式表明，杠杆平衡时，杠杆的动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，即杠杆的动力臂是阻力臂的几倍，杠杆的动力 F1就是阻力 F2 的几分之一。这就是杠杆的平衡条件
L1
L2
例 假如图中的爸爸重750N，小红重250N，当爸爸离跷跷板的转轴
0.5m时，小红应该坐在哪里才能使跷跷板在水平位置上平衡
解: 已知: F1=750N， L1=0.5m，F2=250N
由杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 得:
答：小红应该坐在距离跷跷板的转轴1.5m的位置，才能使跷跷板在水平位置上平衡
温馨提示
在利用杠杆平衡原理计算时，力臂的单位不必全换算成国际单位制，只要动力臂和阻力臂的单位保持统一即可。
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？
视频中假设地球可以给杠杆施加大小为mg、方向向下的阻力
杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。在距今约3 000年以前的春秋战国时期，我们的祖先就发明了用来捣谷的舂，用来在井上汲水的桔槔，还有能够做精确称量的天平和杆秤等。
舂
桔槔
我国古代的杠杆
知识拓展
课堂小结
杠杆及杠杆的平衡
定义
在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒
杠杆的五要素
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（L2） ：从支点到阻力作用线的距离
杠杆的平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1 · L1 = F2 · L2
随堂练习
1.关于杠杆，下列说法中正确的是（ ）
A.杠杆一定是一根直的硬棒
B.杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置
C.作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力方向相反
D.力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
D
2.如图所示，用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆，如果不计自重，在图中，能正确表示瓶起子工作示意图的是（　　）
B
A
B
C
D
3.画出动力臂和阻力臂
l2
l1
4．如图所示，在处于水平平衡的杠杆A点，挂上4个钩码(每个钩码的质量为50 g ，g取10 N/kg)，若使杠杆在水平位置保持平衡，作用在杠杆B点的力最小为(　　)
A．15 N
B．6 N
C．3 N
D．1.5 N
D
5. 如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，
在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（ ）
A. 左右钩码各向支点移一格
B. 左右各减少一个钩码
C. 左右各减少一半钩码
D. 左右各增加两个钩码
C
6. 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
（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