11.1 杠杆 课时1 杠杆及其平衡条件 课件(共22张PPT) 初中物理教科版八年级下册
文档属性
| 名称 | 11.1 杠杆 课时1 杠杆及其平衡条件 课件(共22张PPT) 初中物理教科版八年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-07-22 23:04:06 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第十一章 机械与功
11.1 课时1 杠杆及其平衡条件
学习目标
1.知道什么是杠杆及其五要素，会画出已知动力和阻力的动力臂或阻力臂。
2.通过实验，能得出杠杆的平衡条件。
3.利用 F1l1=F2l2 进行相关计算。
阿基米德曾经说过：“给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球”。
你认为阿基米德的愿望能实现吗？
新知导入
1.杠杆的定义：
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。
新知学习
杠 杆
一
O(支点)
F1(动力)
F2(阻力)
杠杆绕着转动的固定点
使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
杠杆绕着转动的支撑点叫做支点，使杠杆转动的力叫做动力，阻碍杠杆转动的力叫做阻力。
羊角锤
筷子
杆秤
跷跷板
扳手
镊子
生活中常见的杠杆
复杂的机械是由简单机械组成的。蒸汽机、内燃机、拖拉机、汽车、起重机等许多机器中都包含了各式各样的杠杆。
杠杆的平衡条件
二
当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，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
图（a）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？如图（b）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（在后面一节我们将会了解这样做不会改变力的大小），这时又会产生什么现象？为什么会发生这样的现象？
从上面的实验可以看出，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。
为了便于描述，我们引入力臂的概念。
O(支点)
F1(动力)
F2(阻力)
l2(阻力臂)
l1(动力臂)
支点到动力作用线
的垂直距离
支点到阻力作用线
的垂直距离
动力作用线
阻力作用线
从支点到力的作用线的距离叫做力臂 。从支点 O 到动力 F1 的作用线的距离 L1 叫做动力臂；从支点 O 到阻力 F2 的作用线的距离 L2 叫做阻力臂。
动力F1
阻力F2
O
动力臂
阻力臂
（1）确定支点。
（2）确定动力作用线以及阻力作用线。
（3）由支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离即为力臂。
力臂的画法
画出图中杠杆各力的力臂。
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
力臂是由力的作用点和力的方向共同决定的，它包含了力的两个要素。因此我们讨论力对杠杆的作用效果时，确定了支点之后，只要考虑力的大小和它的力臂就可以了。
提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？
我觉得通过改变装置两边的钩码的位置和个数，使杠杆保持平衡，就可以探究杠杆的平衡条件了.
对！那杠杆两边的螺丝是起什么作用的？
一定是开始不挂钩码时，用来调节杠杆平衡的吧。
实验装置
实验探究 杠杆的平衡条件
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
实验器材：
测量的物理量：
动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2
（1）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平平位置平衡。（怎么调？调到水平平衡的目的是什么？）
实验步骤：
① 哪端高，就把平衡螺母向哪端调节，或者杠杆向哪边偏，就把平衡螺母向反方向调节
② 使杠杆在水平位置平衡的原因有两个：一是消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；二是可直接从杠杆上读出力臂的大小。
（3） 把支点左边的钩码重当作动力 F1，支点右边的钩码重当作阻力 F2，读出动力臂 L1 和阻力臂 L2，各数值填入表格中。
（2） 在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？）
此时不能再调平衡螺母
（4） 改变钩码的个数，再做三次，将结果填入表中。（为什么要多次实验？）
避免偶然性，找出普遍规律
（5）求出各次实验中，动力×动力臂与阻力×阻力臂的值，并加以比较。
分析论证、得出杠杆的平衡条件是：
F1·L1=F2·L2
实验结论：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
即：
例题 据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了根长度为 12 m 的槽钢作为杠杆。吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数 F1 为 200 N。测得 l1 为 6 m，l2 为 4 cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g 取10N/kg。
杠杆平衡条件的计算
O
l1＝6 m
l2＝4 cm
F1＝200 N
F2
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200 N×6 m
0.04 m
＝3×104 N
=
10 N/kg
3×104 N
=3×103 kg＝3t
m
=
F2
g
=
G
g
1.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（ ）
A
B
C
D
B
随堂练习
2.如图所示，杠杆处于水平位置平衡。若将两边所挂的钩码各减去一个，杠杆将（ ）
A．仍继续保持水平平衡
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，轻杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。现将动力的方向改为沿虚线方向，若仍使杠杆在水平位置保持平衡，则（ ）
A．动力臂增大，动力增大
B．动力臂增大，动力减小
C．动力臂减小，动力减小
D．动力臂减小，动力增大
D
杠杆及其平衡条件
杠杆
在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体
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
课堂小结
第十一章 机械与功
11.1 课时1 杠杆及其平衡条件
学习目标
1.知道什么是杠杆及其五要素，会画出已知动力和阻力的动力臂或阻力臂。
2.通过实验，能得出杠杆的平衡条件。
3.利用 F1l1=F2l2 进行相关计算。
阿基米德曾经说过：“给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球”。
你认为阿基米德的愿望能实现吗？
新知导入
1.杠杆的定义：
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。
新知学习
杠 杆
一
O(支点)
F1(动力)
F2(阻力)
杠杆绕着转动的固定点
使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
杠杆绕着转动的支撑点叫做支点，使杠杆转动的力叫做动力，阻碍杠杆转动的力叫做阻力。
羊角锤
筷子
杆秤
跷跷板
扳手
镊子
生活中常见的杠杆
复杂的机械是由简单机械组成的。蒸汽机、内燃机、拖拉机、汽车、起重机等许多机器中都包含了各式各样的杠杆。
杠杆的平衡条件
二
当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时，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
图（a）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？如图（b）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（在后面一节我们将会了解这样做不会改变力的大小），这时又会产生什么现象？为什么会发生这样的现象？
从上面的实验可以看出，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。
为了便于描述，我们引入力臂的概念。
O(支点)
F1(动力)
F2(阻力)
l2(阻力臂)
l1(动力臂)
支点到动力作用线
的垂直距离
支点到阻力作用线
的垂直距离
动力作用线
阻力作用线
从支点到力的作用线的距离叫做力臂 。从支点 O 到动力 F1 的作用线的距离 L1 叫做动力臂；从支点 O 到阻力 F2 的作用线的距离 L2 叫做阻力臂。
动力F1
阻力F2
O
动力臂
阻力臂
（1）确定支点。
（2）确定动力作用线以及阻力作用线。
（3）由支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离即为力臂。
力臂的画法
画出图中杠杆各力的力臂。
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
力臂是由力的作用点和力的方向共同决定的，它包含了力的两个要素。因此我们讨论力对杠杆的作用效果时，确定了支点之后，只要考虑力的大小和它的力臂就可以了。
提出问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？
我觉得通过改变装置两边的钩码的位置和个数，使杠杆保持平衡，就可以探究杠杆的平衡条件了.
对！那杠杆两边的螺丝是起什么作用的？
一定是开始不挂钩码时，用来调节杠杆平衡的吧。
实验装置
实验探究 杠杆的平衡条件
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
实验器材：
测量的物理量：
动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2
（1）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平平位置平衡。（怎么调？调到水平平衡的目的是什么？）
实验步骤：
① 哪端高，就把平衡螺母向哪端调节，或者杠杆向哪边偏，就把平衡螺母向反方向调节
② 使杠杆在水平位置平衡的原因有两个：一是消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；二是可直接从杠杆上读出力臂的大小。
（3） 把支点左边的钩码重当作动力 F1，支点右边的钩码重当作阻力 F2，读出动力臂 L1 和阻力臂 L2，各数值填入表格中。
（2） 在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？）
此时不能再调平衡螺母
（4） 改变钩码的个数，再做三次，将结果填入表中。（为什么要多次实验？）
避免偶然性，找出普遍规律
（5）求出各次实验中，动力×动力臂与阻力×阻力臂的值，并加以比较。
分析论证、得出杠杆的平衡条件是：
F1·L1=F2·L2
实验结论：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
即：
例题 据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了根长度为 12 m 的槽钢作为杠杆。吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数 F1 为 200 N。测得 l1 为 6 m，l2 为 4 cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g 取10N/kg。
杠杆平衡条件的计算
O
l1＝6 m
l2＝4 cm
F1＝200 N
F2
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200 N×6 m
0.04 m
＝3×104 N
=
10 N/kg
3×104 N
=3×103 kg＝3t
m
=
F2
g
=
G
g
1.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（ ）
A
B
C
D
B
随堂练习
2.如图所示，杠杆处于水平位置平衡。若将两边所挂的钩码各减去一个，杠杆将（ ）
A．仍继续保持水平平衡
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，轻杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。现将动力的方向改为沿虚线方向，若仍使杠杆在水平位置保持平衡，则（ ）
A．动力臂增大，动力增大
B．动力臂增大，动力减小
C．动力臂减小，动力减小
D．动力臂减小，动力增大
D
杠杆及其平衡条件
杠杆
在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体
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
课堂小结