人教版八年级物理下册12.1《杠杆》教学课件(共70张PPT)

(共70张PPT)
2/10/2021
1
杠
杆
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2
学习目标：
l
知道什么是杠杆及杠杆五要素；
l
会画杠杆的力臂；
l
理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费
力杠杆。
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6
这三个用具有什
么共同特点
？
要点一、杠杆
就是杠杆。杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。
一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒
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9
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10
汲水的桔槔
各种工具的动力点、阻力点及支点
筷子
開瓶器
鑷子
指甲剪
支点
动力点
阻力点
支点
动力点
阻力点
支点
动力点
阻力点
支点
动力点
阻力点
O
O
O
F1
F1
F1
F2
F2
F2
O
L1
L2
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
要点诠释：
1、杠杆的五要素
支点O：
、
动力F1：
、
阻力F2：
、
动力臂L1：
、　　
阻力臂L2：
、
杠杆可以绕其转动的点O
使杠杆转动的力F1
阻碍杠杆转动的力F2
从支点O到动力F1作用线的距离L1
从支点到O阻力F2作用线的距离L2
F1
F2
L1
L2
O
画出各力和力臂
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杠杆结构
支点O
动力臂Ｌ１
阻力臂Ｌ２
Ｆ１
Ｆ２
动力
阻力
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画力臂的步骤
①
首先找到支点。
②
分析受力，确定各力的作用点和力的方向，作力的示意图。
③
过力的作用点，在力的方向上作出力的作用线，力的作用线的延长线用虚线画出。
④
从支点出发，向力的作用线或延长线作垂线，垂足，画出两线交点的垂足。
⑤
从支点到垂足的长度即为力臂的大小，力臂用虚线表示，力臂两端点用大括号标出并注明字母L(如L1或L2)。字母的脚标与相应力的角标一致。
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练习1：找出下列支点
F1
F2
F1
支点
支点
练习2：在下图中找出动力的作用线
F1
F1
F2
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练习3：在下图中作出F1的力臂
F1
F1
F2
L1
L1
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画出图中各力的力臂
F2
B
O
A
F1
L2
L1
B
F2
O
F1
A
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F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
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F1
F2
L1
L2
A
O
B
L1
L2
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若一力作用在杠杆上，作用点不变，但
作用方向改变，力臂是否改变？
答：要改变
F
O
L1
L1
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l1
F1
l2
F2
o
∟
∟
杠杆示意图的作法
（扳钉子）
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杠
杆
o
F1
F2
L2
L1
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杠
杆
o
F1
F2
L1
L2
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O
F1
F2
L2
L1
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l1
F1
l2
F2
Ｏ
∟
∟
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实验探究：杠杆的平衡条件
杠杆在动力和阻力的共同作用下，处于静止状态，或绕支点作匀速转动时，都叫做杠杆平衡。
什么是杠杆平衡呢？
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杠
杆
探究杠杆平衡条件的实验
一、实验的目的：
探究杠杆平衡的条件
二、实验器材：
带有刻度的杠杆、铁架台、测力计、钩码、线。
三、
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？
四、猜想与假设：
假设一：
假设二：
假设三：
假设四：
F1+L1=F2+L2
F1–L1=F2–L2
F1/L1=F2/L2
F1
·
L1=F2
·
L2
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杠
杆
杠杆尺的特点
1、横杠能围绕支点转动。
2、横杠处于平衡状态。
3、横杠左右两边有小格，距离相等。
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杠
杆
1
2
3
4
1
2
3
4
支点
挂在杠杆尺左边的钩码看作是重物，钩码挂的格数就是重点的位置。
挂在杠杆尺右边的钩码的重量就是提起重物所用的力。钩码挂的格数就是力点的位置。
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杠
杆
G1
G2
O
L1
L2
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杠
杆
五、设计实验过程
⑴调节杠杆水平平衡
⑵杠杆上支架两侧分别挂钩码
使杠杆再次水平平衡。
⑶记录
F1，L1，F2，L2
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杠
杆
实验次数
F1/N
L1/m
F2/N
L2/m
1
2
3
六、记
录
数
据
O
L1
L2
F1
F2
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杠
杆
对表格中的数据进行分析，可以得出的初步结论是：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
（F1
·
L1=F2
·
L2）
注：1、当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，
动力就是阻力的几分之一
2、在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，
使杠杆水平平衡。
3、挂钩码后，不能再动平衡螺母。
4、读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，
以便直接读出力臂的长度。
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杠
杆
杠杆的种类
根据动力臂和阻力臂的相对大小，杠杆可以分为：
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
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杠
杆
F2
F1
L1
L2
O
由
F1L1=F2L2
∵L1
〉L2
∴F1〈
F2
这是省力杠杆
省力杠杆
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杠
杆
h
O
F2
F1
A
B
F2
A
B
省力杠杆的特点
F1
=10N
省力杠杆虽然省力，但费了距离
S=4h
省
力
杠
杆
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杠
杆
F2
F1
动力臂L1
阻力臂L2
O
由
F1L1=F2L2
∵L1
〈
L2
∴F1
〉
F2
这是费力杠杆
费力杠杆
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杠
杆
F2
F1
h
S=4h
A
B
A
B
F2
F1
O
费力杠杆虽然费了力，但可以省距离
费力杠杆的特点
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杠
杆
F2
F1
动力臂L1
阻力臂L2
O
由
F1L1=F2L2
∵L1
=
L2
∴F1
=
F2
这是等臂杠杆
等臂杠杆既不省力，也不省距离
等臂杠杆的特点
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杠
杆
杠杆种类
构造
特
点
应用举例
优点
缺点
省力杠杆
L1＞L2
钳子、起子、
费力杠杆
L1＜L2
钓鱼杆、理发剪刀
等臂杠杆
L1=L2
天平、翘翘板
开瓶器
省力
费距离
省距离
费力
改变力的方向
核桃剪
镊子
筷子
定滑轮
支点
用力点
阻力点
阻力点
支点
用力点
理发剪
铁皮剪
通过对力点、重点、支点的分析，理发剪是费力杠杆，铁皮剪是省力杠杆。
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杠
杆
1、省力杠杆
动力臂大于阻力臂的杠杆，平衡时阻力大于动力，省力费距离。
若L1＞L2，则F1如手推车、切纸刀、扳手、钢丝钳、瓶盖起子、开瓶器、核桃钳、撬棒、
撬钉子的钉锤等。
2、费力杠杆
动力臂小于阻力臂的杠杆，平衡时阻力小于动力，费力省距离。
若L1＜L2，则F1>F2
如筷子、镊子、食品钳、缝纫机的脚踏板、船桨、钓鱼杆等。
3、等臂杠杆
动力臂等于阻力臂的杠杆，使用这种杠杆既不省力，也不费力，既不省距离，也不费距离。
若l1=
l2，则F1=F2
如摩天轮、天平的横梁等。
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杠
杆
人体内的杠杆
很多机器上都有杠杆，可是你知道吗？人体中也有很多的杠杆在起作用呢。当我们拿起一件东西，弯一下腰，或者翘一下脚尖，这时都得依靠人体的杠杆才能起作用呢！
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杠
杆
当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要花费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省距离。
F
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杠
杆
当你把脚尖翘起来的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这实际上是一个省力杠杆(如图)，这时肌肉的拉力比体重要小。
F
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杠
杆
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(如图)，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长，就形成低头仰头动作，从图中可以看出来低头比仰头要省力。
G
O
F
F′
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杠
杆
如果你弯一下腰，肌肉就要付出大约1200牛顿的拉力。这是
因为在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆是一个费力杠杆（如图)。
我们长期弯腰工作时，往往感到腰部酸疼，就是肌肉被拉伤的缘故。
G
O
F
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杠
杆
练习
A
B
C
D
下列哪个杠杆是省力的（
）
B
下列哪个杠杆是省距离的（
）
D
A
B
C
D
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杠
杆
练习二
A
B
C
下列哪个杠杆是省距离的（
）
D
D
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杠
杆
练习三、图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与重力G相比（
）
A.
F=G；
B.
F＜G；
C.
F＞G；
D.
无法比较
A
O
B
F
G
D
练习4、如图所示，要使杠杆平衡，可在N点施加F1、F2、F3、F4几个力，其中最小的一个是（
）
A、
F1
B、
F2
C、
F3
D、
F4
G
O
N
F1
F2
F3
F4
B
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杠
杆
1、一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上重600N和200N的货物，问：人肩应挑在离前端多远处才能使扁担平衡？
F1=G1＝600N
F2=G2＝200N
O
L2
L=1.8m
已知：L
=
1.8m
F1＝
600N
F2＝200N
求　：L1=?
解　：根据L1＋L2＝1.8m得出
　　　L2=1.8m－L1－－－－－（1）
根据杠杆的平衡条件：
　　　F1L1＝F2L2
　　　将（1）代入得
　　　600N
X
L1＝200N
X
(1.8m－L1）
　　　解之得：L1=0.45m
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杠
杆
2、有一根杠杆，动力为1000N，阻力为3000N，
动力臂为1.5m，求：它的阻力臂为多少？
已知：F1＝1000N
F2＝3000N
L1＝1.5m
求　：L2＝？
解　：根据杠杆的平衡条件：
　　　F1L1＝F2L2
　　　L2＝F1L1
/
F2
=(1000N
X
1.5m)
/
3000N
=0.5m
答
：它的阻力臂为0.5m.
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杠
杆
3：在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：
⑴左右力臂L1:L2=______?
·
L1
L2
⑵在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码，杠杆____（填“能或不能”）平衡？
_____边下降?
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杠
杆
3、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：
⑶若使杠杆再次水平平衡，可在
___边的钩码下再挂
___
个钩码？
·
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杠
杆
3、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：
·
⑷若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码，则
___
边将下降，
-----“极端判断法”
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杠
杆
4、各式各样的剪刀都是一对对杠杆，要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适（
）?????????????????????????
B
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杠
杆
5、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确的是
(
)
A．两杠杆均为省力杠杆
B．两杠杆均为费力杠杆
C．ABC为省力杠杆
D．A'B’C’为省力杠杆
C
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杠
杆
6、斜拉桥是一种科技含量很高的大桥，图甲是斜拉索桥的桥提结构示意图，图乙取桥体一部分结构进行研究，图丙是这部分结构的受力示意图。
甲
乙
丙
F1
F2
桥塔
钢索
桥面
O
（1）从图丙可以看出，斜拉桥的设计应用了
的相关知识，其中O是
，
代表桥重和桥面上的车辆对桥的作用力，
是钢索对桥面的拉力。
杠杆
支点
F1
F2
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杠
杆
丙
F1
F2
O
（2）为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当增加桥的高度，请分析原因。
答：
增加桥塔的高度，可以增大拉力的力臂，根据杠杆平衡条件，钢索所受的拉力也随之减小。
（3）假如让你来设计新的斜拉桥，你还能提出什么方法可以减轻钢索承受的拉力？（说出一种方法即可）
答：使用新型的高强度轻质材料减小桥的自重。
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杠
杆
7、杠杆处于静止或
的状态叫杠杆平衡，杠杆的平衡条件是
；当杠杆的动力臂比阻力臂
时是费力杠杆，但可省
。
匀速转动
F1L1=F2L2
短
8、一个杠杆的动力臂与阻力臂之比为4∶1，则该杠杆
是
杠杆，动力与阻力之比是
.若此杠杆受到的阻力是60
N，则当动力为
N时，杠杆处于平衡状态。
省力
1∶4
15
9、一扁担长1.5
m，前端挑200
N的货，后端挑300
N的货，则肩膀应该离扁担前端
m处，才能使扁担平衡，平衡后肩受到的压力为
N.(不计扁担质量)
0.9
500
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杠
杆
10、饲养员用铡刀铡草喂动物时，为了铡草时省力，
饲养员应把草放在
(填“靠近”“远离”)轴的地方，
这样可以使动力臂
，阻力臂
，而达到省力的目的.
靠近
增大
B
11、如图所示，一根质量均匀的直尺放在水平的桌面上，全长的
伸出桌面，在伸出端挂一重5N的物体G时，直尺仍然恰好保持平衡，则此直尺重为【
】：
　　
A.
2.5N；　　
B.
5N；　　
C.
7.5N；　　
D.
10N。
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杠
杆
13、如图7所示，用力F将球形重物滚上台阶时，可以把它看成一个杠杆，那么[
]
　　A．它的两个力臂相等
　　B．这杠杆的支点是球心O点
　　C．这杠杆的支点是球与地面的接触点
　　D．这杠杆的支点是球与台阶的接触点
D
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杠
杆
14、在铁路道口常设有如图所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸。与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸。对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是（）
A．常闭型道闸，重心应在O点右侧
B．常开型道闸，重心应在O点右侧
C．常闭型道闸，重心应在O点左侧
D．常开型道闸，重心应在O点左侧
A
D
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68
杠
杆
如图所示，F1=4N，F2=2N，图中杠杆上每个小格代表的长度都相同，在这两个力的作用下，轻质杠杆AB将（）　　
A.
顺时针转动
B.
逆时针转动　
C.
保持水平　
D.
无法判断
B
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杠
杆
思考题：希腊科学家阿基米德发现杠杆原理后，发出了“给我支点，我可以撬动地球”的豪言壮语。假如阿基米德在杠杆的一端施加600N的力，要搬动质量为6.0×1024kg的地球，那么长臂的长应是短臂长的多少倍？如果要把地球撬起1cm，长臂的一端要按下多长距离？假如我们以光速向下按，要按多少年？（做完该题，你有何启示？）
师生道别
请将桌椅摆放整齐！
下课
~~~
用心做作业！
路上注意安全！