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第十一章 机械与功
11.1 杠杆
第1课时 杠杆及杠杆的五要素
八年级物理下册 教科版
第1课时 杠杆及杠杆的五要素
课时计划
课时划分说明:本节划分为三个课时。第一课时一共有三个主题:1.杠杆;2.杠杆的五要素;3.画出力臂。第二课时一共有两个主题:1.杠杆平衡条件;2.杠杆的分类。第三课时一共有两个主题:1.杠杆平衡条件的应用——画出最小的动力;2.杠杆平衡方程综合分析。本课时为第1课时。
学习目标与学习重难点
学习目标:
1. 能识别出杠杆。
2. 知道杠杆五要素。
3. 会画杠杆示意图,能找支点,能画动力臂和阻力臂,或画动力作用线和阻力作用线。
学习重难点:
1.重点:杠杆的五要素、力臂的作图。
2.难点:力臂的作图。
第1课时 杠杆及杠杆的五要素
这些工具在使用时,有什么共同特点?
3、都是坚实物体
1、都有力的作用
2、都有一个支撑点
课堂引入
生活物理
在力的作用下,能绕支撑点转动的坚实物体,叫作杠杆。
F1
F2
o
支点O :杠杆绕其转动的支撑点
动力F1 :促使杠杆转动的力
阻力F2 :阻碍杠杆转动的力
一、杠杆
知识梳理
你能不能举出生活中还有哪些杠杆?
桔槔俗称“吊杆”“称杆”,中国古代汉族农用工具。是一种原始的汲水工具。
跷跷板平衡的时候处于什么状态?
或者说杠杆的平衡状态应该是怎样的?
一、杠杆
生活物理
物体在不受力或力的作用效果相互抵消时,物体处于平衡状态。
那杠杆平衡时的受力情况应该是怎样的呢?
物体的平衡状态
杠杆的平衡状态?
保持匀速直线运动
保持静止
保持匀速转动
保持静止
回顾:物体的平衡状态是指?
杠杆平衡:当杠杆受到的力对杠杆的转动效果相互抵消时,杠杆就处于平衡状态。这种状态叫做杠杆平衡。
一、杠杆
知识梳理
(1)拿一个在水平方向平衡的杠杆,分别只改变力的大小和只改变力的作用点,看杠杆是否还能水平平衡。
说明杠杆的平衡与力的大小和作用点有关。
二、探究影响杠杆平衡的因素
猜想:你认为杠杆的平衡可能会与哪些因素有关?
你如何设计实验验证你的猜想呢?
那和力的方向有没有关系呢?如何用实验来证明呢?
实验探究
(2)只改变力的方向,看杠杆是否还能保持水平平衡。
结论:杠杆的平衡不仅与力的大小与作用点有关,还与力的方向有关。
只改变力的方向
杠杆不能保持水平平衡
圆盘每格代表5cm,钩码均重50g。
实验探究
(3)若同时改变力的作用点和方向,杠杆还能保持水平平衡吗?
如何用实验证明你的观点?
同时改变作用点和方向,杠杆是不是一定不能水平平衡呢?
此时杠杆不能保持水平平衡
同时改变作用点和方向
(3)若同时只改变力的作用点和方向,杠杆还能保持水平平衡吗?
同时改变作用点和方向,有时不能保持平衡,有时又能保持平衡。
那究竟是什么因素在影响着杠杆的平衡呢?
同时改变作用点和方向,杠杆是不是一定不能水平平衡呢?
同时改变力作用点和方向
此时杠杆又能保持水平平衡
究竟是什么因素在影响着杠杆的平衡呢?
转动圆盘,观察两次杠杆平衡时什么因素没有变化?
这会不会是一种巧合呢?我们再改变一次力的方向和作用点试试呢?
10cm
10cm
实验探究
力臂:支点到力的作用线的距离叫做力臂。
10cm
支点到力的作用线的距离不变,都是10cm
F2阻力
L1动力臂
L2阻力臂
(动力作用线)
(阻力作用线)
O支点
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
(力的作用线:过力的作用点,沿力的方向的直线)
三、杠杆的五要素
知识梳理
L2
L1
B
F2
O
F1
A
如何画力臂呢?
1.找点:找出支点的位置
3.作垂:从支点作动力、阻力作用线的垂线
2.画线:确定动力、阻力作用线(延长线用虚线)
4.标臂:标垂足,定力臂
注意:力臂用实线、先标大括号再标上符号
力臂:支点到力的作用线的距离。
三、杠杆的五要素:力臂的作图
方法总结
试一试:画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
O
F2
B
O
A
F1
L1
L2
三、杠杆的五要素:力臂的作图
课堂练习
知识点一 知道动力或阻力画出力臂
【例1】(成都中考)如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情
景。把人体视为杠杆,O为支点,动力等效为F1。请画出F1的力臂L1。
答案图
【解题思路】力臂是支点到力的作用线的距离,已知支点和动力F1
及其方向,从支点作出力的作用线的垂线,支点到力的作用线的距离即
为所求作的力臂。
第1课时 杠杆及杠杆的五要素
典型例题
知识点二 知道杠杆力臂画出受到的力
【例2】(攀枝花中考)如图所示,一个绕O点转动的杠杆,已知动
力F1的方向和阻力F2的力臂L2,请画出动力F1的力臂L1以及阻力F2。
答案图
【解题思路】过支点O作动力F1作用线的垂线段,即为动力臂L1;
根据力和力臂的垂直关系,过力臂L2的上端作垂直于力臂L2的直线,与
杠杆的交点为力F2的作用点,已知动力F1使杠杆逆时针转动,为使杠杆
平衡,则阻力F2应使杠杆顺时针转动,由此画出阻力F2。
第1课时 杠杆及杠杆的五要素
典型例题
第1课时 杠杆及杠杆的五要素
课堂小结
一、杠杆
二、探究影响杠杆平衡的因素
三、杠杆的五要素:力臂的作图