【2025春人教新版八下物理情境课堂课件含视频】12.1 杠杆 第1课时 杠杆及其平衡条件(1个视频)(39页PPT)

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名称 【2025春人教新版八下物理情境课堂课件含视频】12.1 杠杆 第1课时 杠杆及其平衡条件(1个视频)(39页PPT)
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文件大小 275.8MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-05-22 07:12:25

文档简介

(共39张PPT)
人教八下物理
同步精品课件
人教版八年级下册
2025年春八下物理情景教学课件嵌视频(统编2024版)
第十二章 简单机械
12.1 杠杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
我们的周围有各种各样的机械:提升重
物的起重机,代步的自行车,计时的钟表……
现在,机械更进入了太空. 在中国空间站上工作
的机械臂可以组合使用,完成各种复杂的任务.
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.本章我们就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.
第1节 杠杆
第2节 跨学科实践:制作简易杆秤
第3节 滑轮
简单机械
第4节 机械效率
目 录
新课引入
2
新知学习
3
课堂小结
4
学习目标
1
随堂练习
5
学习目标
1. 能识别出杠杆,并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂.
2. 会结合杠杆五要素进行杠杆力臂作图.
3. 能通过实验探究得出杠杆的平衡条件.
4. 能利用杠杆的平衡条件进行相关计算.
难点
重点
问题
观察跷跷板、羊角锤和开瓶器等机械,你认为这些机械有什么共同的特点呢
跷跷板
用羊角锤拔钉子
开瓶器
这些机械工作时都会绕着一个点转动.
新课引入
一、杠杆
一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是一个杠杆.
定义:
杠杆是最简单的机械之一.
新知学习
方法点拨
“硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征. “硬”是指不考虑发生形变,是一种理想情况,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.
工人竖直向下压杆撬石头时,杆的固定点在什么位置?
思考
杠杆有什么特点呢?
杠杆的五要素
F2
O
F1
l1
l2
支点:杠杆可以绕其转动的点(O点)
动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离(l1)
动力:使杠杆转动的力(F1)
阻力:阻碍杠杆转动的力(F2)
阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离(l2)
动力和阻力的方向是否一定相同吗?两者的方向与支点的位置有何关系?

判断力的方向
O
阻力向下
阻力向下
动力向下
O
动力向上
核桃夹
O
压水器
O
阻力向下
动力向下
动力向下
阻力向上
当支点在两个力作用点的中间时,动力、阻力的方向相同;
当支点在两个力作用点的外侧时,动力、阻力的方向相反.
动力、阻力使杠杆向相反的方向转动.
(1)找点:确定支点.
B
F2
O
F1
A
画杠杆力臂的方法
(4)标力臂符号(用 l 表示,区分动力臂和阻力臂时注意角标)
(2)画力:确定力的作用线(用实线,箭头表示力的方向).
(3)画力臂:过支点向力的作用线作垂线,注意标垂直符号(用实线加双箭头或虚线加大括号表示)
二、杠杆力臂作图
l1
l2
F1
F2
F1
F2
l1
O
O
例 画出图中杠杆各力的力臂.
l1
l2
l2
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了. 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. 杠杆在满足什么条件时才会平衡

联系玩跷跷板的情景,想一想杠杆的五要素中哪几个要素会影响杠杆的平衡?
思考
位置影响跷跷板的状态
重力影响跷跷板的状态
力的大小会影响杠杆的平衡
力臂的大小会影响杠杆的平衡
三、杠杆的平衡条件
探究杠杆的平衡条件
实 验
(1)找到影响杠杆平衡的各种因素并确定它们之间的关系.
(2)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.
(3)先确定一侧的两个量不变,改变另一侧的两个量,如保持左侧阻力和阻力臂不变,改变右侧的动力和动力臂;然后再保持右侧的动力和动力臂不变,改变左侧的阻力和阻力臂. 综合分析后找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系.
【实验思路】
1. 设计方案,收集证据
调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止,达到平衡状态.
【实验过程】
(1)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码并移动其位置,使杠杆重新在水平位置平衡. 这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大小.
杠杆使用前调平的方法:左高左调,右高右调(哪侧高将螺母向哪侧调)
(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l2;把F1、F2、l1、l2的数值填入表中.
点击播放视频
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
0.10
1.0
0.20
0.5
(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,把数值填入下表.
点击播放视频
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
0.10
1.0
0.20
0.5
0.05
2.0
0.20
0.5
0.04
2.5
0.20
0.5
(4)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、把数值填入表中.
点击播放视频
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
0.10
1.0
0.20
0.5
0.05
2.0
0.20
0.5
0.04
2.5
0.20
0.5
0.04
2.5
0.10
1.0
0.04
2.5
0.05
2.0
0.04
2.5
0.04
2.5
【实验结论】
杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理.
数据表格
2. 得出结论,作出解释
或写为:F1l1=F2l2
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
0.10
1.0
0.20
0.5
0.05
2.0
0.20
0.5
0.04
2.5
0.20
0.5
0.04
2.5
0.10
1.0
0.04
2.5
0.05
2.0
0.04
2.5
0.04
2.5
(1)实验前为什么要使杠杆在水平位置平衡?
b. 为了避免杠杆自身重力对实验结果产生影响.
a. 便于确定力臂.
(2)实验过程中进行多次实验的目的是什么?
寻找普遍规律.
3. 交流合作,评估反思
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.
拓展
点击播放视频
弹簧测力计斜向下拉时,两次拉力不相同,因为拉力的力臂发生了改变.
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.
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. 仔细观察图示的杠杆,它与上面实验中研究的杠杆有什么不同
想 想 议 议
动力和阻力位于支点同侧,杠杆自重会对实验产生影响.
O
A
F
B
例 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12 m的槽钢作为杠杆.如图乙所示,吊钩固定于槽钢的中点O,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10 N/kg.
F1
F2
l1
l2
O


解:人通过弹簧测力计对杠杆的拉力为动力F1=200 N,动力臂l1=6 m;
不计铁笼的质量,则大象对杠杆的拉力为阻力F2,它等于大象所受的重力G,阻力臂l2=4 cm=0.04 m
根据杠杆的平衡条件F1l1 = F2l2,有
大象的质量
答:大象的质量为3 t.
计算过程中力臂的单位需要统一.
用杠杆和弹簧测力计测量一个很重物体(大象)的质量时,应使弹簧测力计拉力的力臂远大于被测物体(大象)对杠杆拉力的力臂. 如果用杠杆和弹簧测力计测量一个很轻物体的质量时,又应该怎么办
想 想 议 议
根据杠杆的平衡条件,测量一个很轻的物体的质量时,可以增大该物体到支点的距离,减小弹簧测力计到支点的距离,使物体对杠杆拉力的力臂远大于弹簧测力计拉力的力臂.
杠杆及其
平衡条件
杠杆的
五要素
支点:杠杆可以绕其____的点(O点).
动力:使杠杆转动的力(F1) .
动力臂:从支点O到____________的距离(l1).
课堂小结
定义:
一根硬棒,在力的作用下能______________,这根硬棒就是一个杠杆.
绕着固定点转动
阻力:_____杠杆转动的力(F2) .
阻力臂:从支点O到____________的距离(l2).
转动
阻碍
动力F1作用线
阻力F2作用线
杠杆的平衡:
当杠杆在动力和阻力的作用下____时,就说杠杆平衡了.
静止
杠杆
杠杆的平衡条件:_____________________________________.
动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)
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
杠杆的形状是不固定的
×
支点不一定在杠杆的中间位置
×
×
当支点位于中间时,动力和阻力方向相同
力臂与力的作用线垂直,不一定在杠杆上

2. 如图所示,一名同学在做俯卧撑,如果把人的躯干看成一个杠杆,该杠杆的支点是___(填图中字母)点,动力是_____________________(选填“手掌对地面的压力”或“地面对手掌的支持力”),阻力是____________.
B
地面对手掌的支持力
自身的重力
A
B
G
做俯卧撑时,身体绕着B点转动
地面对手掌的支持力使身体向上运动;人自身的重力阻碍身体向上运动
3. (2024哈尔滨改编)杆秤在我国有几千年的历史,如今中药房仍在使用. 如图所示,杆秤相当于一个_____.已测得刺五加药材质量是120 g,其中OB=3OA,若不计杆秤自重,则秤砣的质量约为_____g,接下来要测30 g的人参片,需要将秤砣向B点的_____(选填“左”或“右”)侧移动.

B
O
A

杠杆
40

杆秤是一个可绕O点转动的硬棒,相当于一个杠杆,O为支点
G砣×OB=G药×OA
m砣 g×OB=m药 g×OA
m砣×3OA=120 g×OA
解得m砣=40 g
药材的质量减小,OA、m砣一定,根据F1l1=F2l2可知,应减小OB的长度,即将秤砣向B点右侧移动
4. (2024宜宾)如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景,请在图中面出此时动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图.
F1
F2
l1
5. 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甲所示. 此时杠杆_____(选填“是”或“不是”)处于平衡状态.

(2)此时应将螺母向____(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡.


处于平衡状态
右端高,应向右调节平衡螺母
(3)如图乙所示,当在A处挂三个重为0.5 N钩码,要使杠杆平衡,在C处用弹簧秤竖直向上拉,杠杆平衡时弹簧秤上的示数为_____N.若在C处用弹簧秤斜向右上方拉,则弹簧秤的示数将_______(选填“变大”或“变小”或“不变”).
设一小格长度为L,根据杠杆平衡条件可得
3×0.5 N×4 L =F×2 L
解得F=3 N
在C处竖直向上拉时,弹簧测力计的示数为3 N.
拉力的力臂变短,阻力和阻力臂不变,所以拉力将变大
3
变大
A
C
B

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