11.1.1 杠杆及其平衡条件（课件）--沪科版（新教材）八年级物理全一册(42页PPT)

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沪科版物理8年级全一册培优备课课件（精做课件）11.1.1杠杆及其平衡条件第十一章简单机械授课教师：Home .班级：.时间：.通过实验，探究杠杆的平衡条件。(重点）
02
认识杠杆，能分清杠杆的五要素。（重点）
01
知道省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点。（重点）
03
知道杠杆在生活中的应用。
04
铡纸刀
开瓶器
生活工具
观察与思考
树枝剪
抽水机
这些工具在使用时，有什么共同特点？
它们工作时，能绕一个固定点转动。
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以下是生活中常见的几种工具：
剪刀
天平
核桃钳
结合实际使用过程，它们有什么共同的特点吗
它们都有一根能绕着固定点转动的硬棒
探究新知
认识杠杆
知识点一
筷子
1.定义：物理学中，这种在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。
杠杆
2.特点：
①有力的作用
②能绕着固定点转动
③不易发生形变的硬棒
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硬棒不一定是直棒，也可以是弯的或其他形状，如剪刀、羊角锤等。
知识点1 认识杠杆
1. 下列常用仪器或工具：①量筒；②剪刀；③烧杯；④试管夹；⑤托盘天平；⑥弹簧测力计，工作过程可抽象成杠杆的是(　　)
A. ①②③ B. ①③⑤ C. ②④⑤ D. ④⑤⑥
C
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3.杠杆的五要素
人们用棒撬动石头时，经常用图中的方式，这就利用了杠杆的原理。
固定点
F
硬棒
3.杠杆的五要素
支点
A
O
B
动力（F1）
阻力（F2）
动力臂（l1）
阻力臂（l2）
支点：杠杆绕着转动的固定点（ O ）
动力：使杠杆转动的力（F1）
阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）
动力臂: 从支点到动力作用线的距离（l1）
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（l2）
动力：使杠杆转动的力（F1）
支点：杠杆绕着转动的固定点（O）
阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）
动力臂：从支点到动力作用线的距离（l1）
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（l2）
①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点
到力的作用点的距离；
②力臂不一定在杠杆上；
③若力的作用线过支点，则力臂为零。
3.杠杆的五要素
①找支点；
②找力的作用线，即过力的作用点沿力的方向（或反方向）画一条直线；
③过支点作力的作用线的垂线段，标上垂足；
④用大括号或反向箭头标出支点到垂足间的线段，标字母l1或l2，该线段就是力臂.
4.力臂的画法
力臂的表示方法
O
F动
F阻
l动
l阻
2. 下列关于杠杆的说法正确的是(　　)
A. 杠杆不一定是硬棒
B. 力臂一定在杠杆上
C. 杠杆可以是直的，也可以是弯曲的
D. 力臂不一定和力的作用线垂直
C
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例1 如图所示，是一个Z形杠杆，请在图中画出力F对支点O的力臂l。
l
4. 如图是使用螺丝刀撬图钉的示意图，请在图中画出动力F1的力臂l1。
【解】如图所示。
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实验：探究杠杆的平衡条件
知识点二
在使用杠杆中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。
所谓平衡状态
杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态都叫平衡状态。
思考
杠杆在满足什么条件时才会平衡？
探究实验
杠杆的平衡条件
【提出问题】
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、
阻力臂之间存在着怎样的关系？
【猜想假设】
假设一：
假设二：
F1 · l1=F2 · l2
【实验目的】
1.探究杠杆的平衡条件。
2.学习如何分析实验数据来验证猜想。
······
3. 如图所示，是人们日常生活中常见的用起子开瓶盖的情景。这也是一个杠杆，那么下列关于这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点对应位置正确的是(　　)
A. A—B—C B. B—C—A
C. A—C—B D. C—A—B
C
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杠杆、铁架台、钩码等。
【实验器材】
【实验设计】
利用下图的实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。
所挂钩码不宜过多。小心操作，避免钩码摔落造成物品损坏。
安全警示
思考
1.为什么支点要在杠杆的中点
3.挂钩码后，还可以调节平衡螺母吗
2.实验前为什么要调节杠杆两端平衡螺母
4.挂钩码后，为什么要调节杠杆在水平位置平衡
【实验步骤】
1.按图装配实验装置。在挂上钩码前调节杠杆两端的螺母，将杠杆调节至水平位置平衡。
2.在杠杆支点两侧悬挂不同个数的钩码，它们对杠杆的作用力分别作为动力F1、阻力F2。移动钩码的悬挂位置，使杠杆在水平位置重新平衡，在自己设计的记录表中记录此时杠杆两侧所受作用力的大小、动力臂l1和阻力臂l2 。
3.改变动力F1和动力臂l1的大小，重复实验，并将数值记录在记录表中。
5. l2是力F2的力臂，请在图中画出力F2以及F1的力臂l1。(OA棒处于静止状态)
【解】如图所示。
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6. 在探究杠杆平衡条件的实验中：
(1)将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节。
知识点2 杠杆的平衡条件
左
(2)实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码(杠杆上每格长度均为5 cm，钩码的重量均为0. 5 N)，第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表格。图乙是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为________，②为________。
1. 0
0. 15
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂
l2/m
1 2. 5 0. 2 2. 0 0. 25
2 2. 0 0. 15 1. 5 0. 2
3 1. 5 0. 1 ① ②
(3)分析上述实验数据，可得到杠杆的平衡条件是____________(用题中所给物理量符号表示)。
F1l1＝F2l2
(4)某小组对实验过程交流、讨论后，按图丙所示又进行了实验。当只将弹簧测力计从竖直方向转动到虚线位置，杠杆在水平位置保持平衡，则弹簧
测力计的示数将________ (填“增
大”“不变”或“减小”)。
增大
(5)在实验中，发现用如图丁所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡，但老师不建议同学们采用这种方式，主要是因为________(填字母)。
A. 一个人无法独立操作　
B. 力臂与杠杆不重合
C. 力和力臂数目过多，不易得出结论　
D. 杠杆受力不平衡
C
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【实验数据】
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1 0.05 0.5 0.1
2 0.5 0.2 1 0.1
3 1 0.15 1.5 0.1
【分析论证】
求出每次实验中力与力臂的乘积，
第1次实验：________________________________
第2次实验：________________________________
第3次实验：________________________________
F1 l1 =1.0N×0.05m=0.5 N×0.1m= F2 l2
F1 l1 =0.5N×0.2m=1.0 N×0.1 m= F2 l2
F1 l1 =1.0N×0.15m=1.5N×0.1m= F2 l2
【实验结论】
杠杆的平衡条件为:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即 F1 l1 = F2 l2.
即：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。
【反思交流】
1. 实验结论与猜想是否有差异 结论是否可靠？还有进一步的改进措施吗
实验结论与猜想是相符合的。为使结论更加可靠，进一步改进的措施有：
(1)仔细调整，使每次实验时杠杆都在水平位置平衡；
(2)细心测量每个钩码的质量，看与其标明的质量是否一致；
(3)可以多测几组实验数据，避免实验的偶然性。
2.实验中，如果杠杆不在水平位置平衡，动力臂和阻力臂能否直接从杠杆上读出 为什么
实验中，如果杠杆不在水平位置平衡，那么动力臂与阻力臂都不在杠杆上，因此不能直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂。
【反思交流】
例2 如图是小兰探究“杠杆平衡条件”的实验装置。关于此实验，下列说法错误的是( )
A.实验过程中使杠杆在水平位置平衡是为
了方便测量力臂
B.多次实验是为了避免偶然性，得到普遍
规律
C.要使杠杆在图示位置平衡，需要在B点挂
4个相同的钩码
D.为了保持杠杆在水平位置平衡，在B点施
加力的方向由①位置到②位置的过程中，
所需施加的力大小不变
D
7. 如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1＝20 N，l1＝10 cm，l2＝4 cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为_________ N。
50
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8. 济南大明湖龙舟赛每年都吸引上万市民和游客驻足观看，在省内外引起广泛关注与好评。如图所示，运动员一手紧握船桨的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看成一个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是(　　)
A
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9. [济宁二模]图中轻质木板可绕O点自由转动(不计摩擦)。每个钩码质量相同，A、B、C、D、E、F为悬挂点，AB＝BO＝OC＝CD，ABOCD的连线水平，且与EDF的连线垂直。在B、D处分别挂上2个和1个钩码，木板在水平位置平衡。
下列操作仍能使木板在水平位置平衡的是(　　)
A. 在B、D两处各加挂一个钩码
B. 仅将D处的钩码挂到F处
C. 把B处钩码挂到A处，把D处钩码挂到C处
D. 把B处钩码挂到A处，把D处钩码挂到E处
B
10. 杆秤作为华夏国粹，曾是商品流通中的主要度量工具，它的原理和制作工艺无不渗透着中国古代人民的智慧。如图是杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽，移动秤砣改变其在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，
可读出货物的质量。秤砣
最远可移至D点，
此秤最大称量为10 kg。
秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。
下列说法不正确的是(　　)
A. 秤砣的质量为0. 4 kg
B. 称2 kg的荔枝，应提起C处秤纽，
秤砣移到离C秤纽20 cm处
C. 距离C点12. 5 cm，有两个刻度，分别为1 kg和3. 1 kg
D. 若选用秤杆粗细不一致，所标记的刻度仍是均匀的
B
课堂小结
五要素
平衡条件
力臂的画法
杠 杆
定义
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即 F1 l1 = F2 l2.
支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒