12.1杠杆 课件(共32张PPT)2024-2025学年人教版八年级物理下册
文档属性
| 名称 | 12.1杠杆 课件(共32张PPT)2024-2025学年人教版八年级物理下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 46.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-16 09:57:49 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
第1节 杠杆
八年级物理下册 人教版
第十二章——简单机械
教学目标
一
02
①通过对实例进行分析，结合示意图建立杠杆的模型，掌握力臂的画法。②通过观察实验现象和分析实验数据，推理得出杠杆的平衡条件。
科学思维
01
①知道杠杆及杠杆相关的概念。②知道杠杆的平衡条件及其表达式。③能从常见工具和简单机械中识别出杠杆并能进行分类。
物理观念
03
经历探究杠杆平衡条件的过程，学会分析实验现象、寻找数据间规律，从而归纳出实验结论的一般方法，提高实验探究能力和思维能力。
科学探究
04
通过探究杠杆的平衡条件，使学生勇于并乐于参与科学探究，增进交流与合作的意识，加强学生之间的相互协作精神。
科学态度与责任
教学引入
二
各种各样的机械展现了人类的智慧。有的机械简单，有的机械复杂。不管机械多么复杂，都可以从中找到构成它们的基本元素——杆、轮、链条等。我们将从最简单的机械入手，了解它们如何使日常生活和工作更简单更有效。
起重机
自行车
钟表
机械臂
各式各样的机械
教学引入
二
你认为阿基米德的愿望能实现吗？
哲学家、数学家、物理学家——
阿基米德曾说过这样的豪言壮语：“给我一个立足点和一根足够长的棒，我可以撬动地球”。
教学引入
二
？
想想议议
跷跷板
羊角锤拔钉子
开瓶器
观察以下图示中跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械，这些机械有什么共同特点呢
受到力的作用、能绕某一点转动、是一根硬棒。
杠杆
三
1.定义：
杠杆
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
F2
F1
固定点O
F2
固定点O
F1
F1
固定点O
F2
“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。
理想模型是人们分析物理问题的基础。
两个关键特征
杠杆
三
2.杠杆的五要素：
O
支点：杠杆绕着转动的点O。
F1
动力：使杠杆转动的力F1 。
l1
动力臂：从支点到动力作用线的距离l1。
F2
阻力：阻碍杠杆转动的力F2。
l2
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2。
“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。
杠杆
三
3.力臂的画法
F1
O
l1
l2
F2
①先确定支点O和动力F1 、阻力F2的方向。
②确定动力和阻力的作用线。
从动力、阻力作用点沿力的方向（或反方向）分别
画虚线，即为动力、阻力的作用线。
③画出动力臂和阻力臂。
沿支点做力的作用线的垂线，支点到垂足的距离即
是力臂，并标明力臂的符号“l1”“l2”。
杠杆的平衡条件
四
杠杆平衡
当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
杠杆在满足什么条件时才会平衡
在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种常见而且重要的状态。
杠杆的平衡条件
四
！
演示实验
【实验探究】杠杆的平衡条件
实验思路：
杠杆支点两侧所受的动力、阻力，以及动力臂、阻力臂都会影响杠杆的平衡，所以应该找出这四个量之间的关系。
O
F1
l1
l2
F2
①保持右侧的阻力F2和阻力臂l2不变，改变左侧的动力F1和动力臂l1；
②保持左侧的动力F1和动力臂l1不变，改变右侧的阻力F2和阻力臂l2。
实验器材：
带有刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台。
实验表格：
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
杠杆的平衡条件
四
实验过程：
调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
1.在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。此时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。
2.把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l1；把记录F1、F2、l1、l2的数值。
杠杆的平衡条件
四
3.保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数值填入表格。
3.保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小，再做几次实验，把数值填入表格。
杠杆的平衡条件
四
杠杆的平衡条件
四
3
4
4
3
6
4
2
3
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
4
4
2
2
4
2
2
2
2
【视频欣赏】
实验数据：
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1 L1 = F2 L2
杠杆的平衡条件
四
交流与讨论：
1.调节平衡螺母，使杠杆水平平衡，这样做的目的是？
①使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响；
②是便于直接读出力臂。
2.在实验过程中，多次测量的目的？
避免偶然性，获得普遍性的结论。
3.在实验前和实验过程中，该如何要调节杠杆在水平位置平衡？
根据“左偏右调，右偏左调”原则，在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，不能再调节平衡螺母。。
杠杆的平衡条件
四
？
想想议议
在上面的实验中，我们研究了动力和阻力位于支点两侧的情况。观察右图所示的杠杆，它与上面实验中研究的杠杆有什么不同
F2
F1
l1
l2
杠杆在动力的作用下沿作用点O转动;
动力F1和阻力F2都在杠杆同一侧;
动力臂l1和阻力臂l1都在杠杆上;
杠杆的平衡条件
四
杠杆的平衡条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
公式表示： F1 L1=F2 L2
变形式:
要使杠杆平衡，需满足以下条件：
作用在杠杆上两个力的大小与他们的力臂成反比。
杠杆的平衡条件
四
【例题】动物园内，一位物理老师利用一个小小的弹簧测力计，就测出了一头大象的质量(图甲)。测量时用一根长度为12m的槽钢作为杠杆。如图乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数F1为200N。测得l1为6m名，l2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。
解：
由杠杆的平衡条件可得：F1 l1=F2 l2
则大象的重力
G=F2=F1l1/l2=200N×6m×0.04m=3×104N
由G=mg可得大象的质量
m=G/g=3×104N/10N/kg=3×103kg=3t
答：大象的质量为3t。
图甲
图乙
生活中的杠杆
五
我们身边有很多杠杆。例如，称量物体的天平、撬石头的撬棒、划船用的船桨……
仔细观察这些杠杆，看看它们各自的动力臂和阻力臂有什么关系？
动力臂大于阻力臂的杠杆
动力臂等于阻力臂的杠杆
动力臂小于阻力臂的杠杆
生活中的杠杆
五
省力杠杆
1. 定义： 动力臂大于阻力臂的杠杆。
只要用很少的力，就能撬动很重的石头。
①省力
②费距离
动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离大。
O
F1
F2
l1
l2
F1l1＝F2l2
l1＞l2
F1＜F2
2. 特点：
生活中的杠杆
五
3. 生活中的一些省力杠杆
压水井手杆
指甲刀
扳手
生活中的杠杆
五
费力杠杆
1. 定义： 动力臂小于阻力臂的杠杆。
F1l1＝F2l2
l1＜l2
F1＞F2
O
阻力臂l2
F1
F2
动力臂l1
2. 特点：
人站在远处能钓起远处的鱼。
①省距离
②费力
人在钓鱼时需要更大的力才能将鱼钓上岸。
生活中的杠杆
五
3. 生活中的一些费力杠杆
理发剪
镊子
筷子
船桨
生活中的杠杆
五
等臂杠杆
不省力也不费力，不省距离也不费距离。
1. 定义： 动力臂等于阻力臂的杠杆。
F1l1＝F2l2
l1＝l2
F1＝F2
2. 特点：
F1
F2
l1
l2
O
生活中的杠杆
五
3. 生活中的一些等臂杠杆
共同特点是动力臂l1等于阻力臂l2，所以使用时动力与阻力相等，动力与阻力移动的距离也相等。
托盘天平
定滑轮
跷跷板
随堂练习
六
1. 关于力臂，下面说法中正确的是（ ）
A．从支点到动力作用点的距离叫做动力臂
B．力臂一定在杠杆上
C．从支点到动力作用线的距离叫做动力臂
D．力臂的大小不可能为零
C
随堂练习
六
2. 如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（ ）
A．杠杆的动力臂为8cm
B．该杠杆为费力杠杆
C．该杠杆的阻力大小为0.5N
D．动力F的大小为1.5N
B
随堂练习
六
3. 如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO＝BO，AC＝OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（ ）
A．8N
B．12N
C．16N
D．18N
C
随堂练习
六
4. 如图所示，质地均匀的圆柱体，在拉力F的作用下，以O点为支点，由实线位置缓慢转动到虚线位置，整个过程中，拉力F始终作用于A点，且与OA保持垂直（OA为圆柱体横截面的直径）。在转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重力的力臂不变
B．拉力F逐渐变小
C．拉力F逐渐变大
D．由于拉力F的力臂始终保持最长，拉力F始终保持最小值不变
B
课堂小结
七
杠杆的类别与应用
省力杠杆
l1 ＞l2 ，F1＜ F2
费力杠杆
l1 ＜l2 ，F1＞ F2
等臂杠杆
l1 =l2 ， F1= F2
杠杆及其平衡条件
杠杆
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
简单机械
科学世界
八
我国古代的杠杆
桔槔是古代的取水工具。人们在井边竖一根立木，或就地利用树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶。不取水时，石头位置较低；当要取水时，人借助体重向下用力将横木系水桶的一端往下拉，另一端大右块的位置则上升。当水桶装满水后，就让另一端的大石块下降，通过杠杆的作用将水桶提升。因此，使用这种提水工具时可以减轻劳动强度。
在古代，我国人民就善于在生产和生活中利用各种各样的杠杆。
桔槔
科学世界
八
踏碓是古代的舂米工具、由杵臼演变而来， 也运用了杠杆原理。用柱子架起一根木杠，木杠的一端装一块大石头，用脚连续踩踏木杠的另一端，石头就连续起落，去掉石白中稻谷的皮。
踏碓
水碓的原动轮是一个大型卧式水轮，轮的轴上装有一排互相错开的拨板，用以拨动碓杆，碓杆的一端装有碓头，水轮转动时，就使几个碓头相继舂米。它不仅用于粮食加工，还用于舂碎香料、陶土等。
水碓
第1节 杠杆
八年级物理下册 人教版
第十二章——简单机械
教学目标
一
02
①通过对实例进行分析，结合示意图建立杠杆的模型，掌握力臂的画法。②通过观察实验现象和分析实验数据，推理得出杠杆的平衡条件。
科学思维
01
①知道杠杆及杠杆相关的概念。②知道杠杆的平衡条件及其表达式。③能从常见工具和简单机械中识别出杠杆并能进行分类。
物理观念
03
经历探究杠杆平衡条件的过程，学会分析实验现象、寻找数据间规律，从而归纳出实验结论的一般方法，提高实验探究能力和思维能力。
科学探究
04
通过探究杠杆的平衡条件，使学生勇于并乐于参与科学探究，增进交流与合作的意识，加强学生之间的相互协作精神。
科学态度与责任
教学引入
二
各种各样的机械展现了人类的智慧。有的机械简单，有的机械复杂。不管机械多么复杂，都可以从中找到构成它们的基本元素——杆、轮、链条等。我们将从最简单的机械入手，了解它们如何使日常生活和工作更简单更有效。
起重机
自行车
钟表
机械臂
各式各样的机械
教学引入
二
你认为阿基米德的愿望能实现吗？
哲学家、数学家、物理学家——
阿基米德曾说过这样的豪言壮语：“给我一个立足点和一根足够长的棒，我可以撬动地球”。
教学引入
二
？
想想议议
跷跷板
羊角锤拔钉子
开瓶器
观察以下图示中跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械，这些机械有什么共同特点呢
受到力的作用、能绕某一点转动、是一根硬棒。
杠杆
三
1.定义：
杠杆
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
F2
F1
固定点O
F2
固定点O
F1
F1
固定点O
F2
“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。
理想模型是人们分析物理问题的基础。
两个关键特征
杠杆
三
2.杠杆的五要素：
O
支点：杠杆绕着转动的点O。
F1
动力：使杠杆转动的力F1 。
l1
动力臂：从支点到动力作用线的距离l1。
F2
阻力：阻碍杠杆转动的力F2。
l2
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2。
“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。
杠杆
三
3.力臂的画法
F1
O
l1
l2
F2
①先确定支点O和动力F1 、阻力F2的方向。
②确定动力和阻力的作用线。
从动力、阻力作用点沿力的方向（或反方向）分别
画虚线，即为动力、阻力的作用线。
③画出动力臂和阻力臂。
沿支点做力的作用线的垂线，支点到垂足的距离即
是力臂，并标明力臂的符号“l1”“l2”。
杠杆的平衡条件
四
杠杆平衡
当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
杠杆在满足什么条件时才会平衡
在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种常见而且重要的状态。
杠杆的平衡条件
四
！
演示实验
【实验探究】杠杆的平衡条件
实验思路：
杠杆支点两侧所受的动力、阻力，以及动力臂、阻力臂都会影响杠杆的平衡，所以应该找出这四个量之间的关系。
O
F1
l1
l2
F2
①保持右侧的阻力F2和阻力臂l2不变，改变左侧的动力F1和动力臂l1；
②保持左侧的动力F1和动力臂l1不变，改变右侧的阻力F2和阻力臂l2。
实验器材：
带有刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台。
实验表格：
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
杠杆的平衡条件
四
实验过程：
调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
1.在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。此时杠杆两侧受到的作用力的大小等于各自钩码所受的重力的大小。
2.把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l1；把记录F1、F2、l1、l2的数值。
杠杆的平衡条件
四
3.保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数值填入表格。
3.保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小，再做几次实验，把数值填入表格。
杠杆的平衡条件
四
杠杆的平衡条件
四
3
4
4
3
6
4
2
3
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
4
4
2
2
4
2
2
2
2
【视频欣赏】
实验数据：
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1 L1 = F2 L2
杠杆的平衡条件
四
交流与讨论：
1.调节平衡螺母，使杠杆水平平衡，这样做的目的是？
①使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响；
②是便于直接读出力臂。
2.在实验过程中，多次测量的目的？
避免偶然性，获得普遍性的结论。
3.在实验前和实验过程中，该如何要调节杠杆在水平位置平衡？
根据“左偏右调，右偏左调”原则，在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，不能再调节平衡螺母。。
杠杆的平衡条件
四
？
想想议议
在上面的实验中，我们研究了动力和阻力位于支点两侧的情况。观察右图所示的杠杆，它与上面实验中研究的杠杆有什么不同
F2
F1
l1
l2
杠杆在动力的作用下沿作用点O转动;
动力F1和阻力F2都在杠杆同一侧;
动力臂l1和阻力臂l1都在杠杆上;
杠杆的平衡条件
四
杠杆的平衡条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
公式表示： F1 L1=F2 L2
变形式:
要使杠杆平衡，需满足以下条件：
作用在杠杆上两个力的大小与他们的力臂成反比。
杠杆的平衡条件
四
【例题】动物园内，一位物理老师利用一个小小的弹簧测力计，就测出了一头大象的质量(图甲)。测量时用一根长度为12m的槽钢作为杠杆。如图乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数F1为200N。测得l1为6m名，l2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。
解：
由杠杆的平衡条件可得：F1 l1=F2 l2
则大象的重力
G=F2=F1l1/l2=200N×6m×0.04m=3×104N
由G=mg可得大象的质量
m=G/g=3×104N/10N/kg=3×103kg=3t
答：大象的质量为3t。
图甲
图乙
生活中的杠杆
五
我们身边有很多杠杆。例如，称量物体的天平、撬石头的撬棒、划船用的船桨……
仔细观察这些杠杆，看看它们各自的动力臂和阻力臂有什么关系？
动力臂大于阻力臂的杠杆
动力臂等于阻力臂的杠杆
动力臂小于阻力臂的杠杆
生活中的杠杆
五
省力杠杆
1. 定义： 动力臂大于阻力臂的杠杆。
只要用很少的力，就能撬动很重的石头。
①省力
②费距离
动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离大。
O
F1
F2
l1
l2
F1l1＝F2l2
l1＞l2
F1＜F2
2. 特点：
生活中的杠杆
五
3. 生活中的一些省力杠杆
压水井手杆
指甲刀
扳手
生活中的杠杆
五
费力杠杆
1. 定义： 动力臂小于阻力臂的杠杆。
F1l1＝F2l2
l1＜l2
F1＞F2
O
阻力臂l2
F1
F2
动力臂l1
2. 特点：
人站在远处能钓起远处的鱼。
①省距离
②费力
人在钓鱼时需要更大的力才能将鱼钓上岸。
生活中的杠杆
五
3. 生活中的一些费力杠杆
理发剪
镊子
筷子
船桨
生活中的杠杆
五
等臂杠杆
不省力也不费力，不省距离也不费距离。
1. 定义： 动力臂等于阻力臂的杠杆。
F1l1＝F2l2
l1＝l2
F1＝F2
2. 特点：
F1
F2
l1
l2
O
生活中的杠杆
五
3. 生活中的一些等臂杠杆
共同特点是动力臂l1等于阻力臂l2，所以使用时动力与阻力相等，动力与阻力移动的距离也相等。
托盘天平
定滑轮
跷跷板
随堂练习
六
1. 关于力臂，下面说法中正确的是（ ）
A．从支点到动力作用点的距离叫做动力臂
B．力臂一定在杠杆上
C．从支点到动力作用线的距离叫做动力臂
D．力臂的大小不可能为零
C
随堂练习
六
2. 如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（ ）
A．杠杆的动力臂为8cm
B．该杠杆为费力杠杆
C．该杠杆的阻力大小为0.5N
D．动力F的大小为1.5N
B
随堂练习
六
3. 如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO＝BO，AC＝OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（ ）
A．8N
B．12N
C．16N
D．18N
C
随堂练习
六
4. 如图所示，质地均匀的圆柱体，在拉力F的作用下，以O点为支点，由实线位置缓慢转动到虚线位置，整个过程中，拉力F始终作用于A点，且与OA保持垂直（OA为圆柱体横截面的直径）。在转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重力的力臂不变
B．拉力F逐渐变小
C．拉力F逐渐变大
D．由于拉力F的力臂始终保持最长，拉力F始终保持最小值不变
B
课堂小结
七
杠杆的类别与应用
省力杠杆
l1 ＞l2 ，F1＜ F2
费力杠杆
l1 ＜l2 ，F1＞ F2
等臂杠杆
l1 =l2 ， F1= F2
杠杆及其平衡条件
杠杆
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
简单机械
科学世界
八
我国古代的杠杆
桔槔是古代的取水工具。人们在井边竖一根立木，或就地利用树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶。不取水时，石头位置较低；当要取水时，人借助体重向下用力将横木系水桶的一端往下拉，另一端大右块的位置则上升。当水桶装满水后，就让另一端的大石块下降，通过杠杆的作用将水桶提升。因此，使用这种提水工具时可以减轻劳动强度。
在古代，我国人民就善于在生产和生活中利用各种各样的杠杆。
桔槔
科学世界
八
踏碓是古代的舂米工具、由杵臼演变而来， 也运用了杠杆原理。用柱子架起一根木杠，木杠的一端装一块大石头，用脚连续踩踏木杠的另一端，石头就连续起落，去掉石白中稻谷的皮。
踏碓
水碓的原动轮是一个大型卧式水轮，轮的轴上装有一排互相错开的拨板，用以拨动碓杆，碓杆的一端装有碓头，水轮转动时，就使几个碓头相继舂米。它不仅用于粮食加工，还用于舂碎香料、陶土等。
水碓