2020-2021学年 沪科版 八年级全一册 物理 第十章：10.1科学探究：杠杆的平衡条件(共49张PPT)

(共49张PPT)
“给我一个支点，我可以撬动整个地球。”
——阿基米德
第一节
科学探究：杠杆的平衡条件
第十章
机械与人
思考:假如有一大石头挡道。我们用手搬不动，手边只有一根木棒，你们有没有办法将它搬走呢？
这三个用具有什
么共同特点
？
共同点：
①都是硬棒．（软的不行，直的弯的都可以）
②工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的．
③除固定不动的点外，还要受到两个力的作用（一个能使它转动，另一个阻碍它转动）．
1.定义：一根硬棒在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆
一.杠杆
杠杆的种类
起子
抽水机手柄
天平横梁
跷跷板
钓鱼竿
船桨
一.杠杆
1、定义：
2、杠杆的五个要素：
一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
杠杆示意图:
F2阻力
L1动力臂
L2阻力臂
动力作用线
阻力作用线
O支点
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
支点到动力作用线的距离
支点到阻力作用线的距离
F1动力
F
O
支
点
F1
动力
F2
阻力
认识杠杆的几个概念
动力作用线
L1
阻力作用线
L2
力臂
A
O
B
F
力的作用线
力臂
支
点(o)：杠杆绕着转动的点
动
力(F1)：促使杠杆转动的力
阻
力(F2)：阻碍杠杆转动的力
动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离
阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离
(力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线)
2、杠杆的五个要素：
这些概念很重要
O
O
O
F1
F1
F1
F2
F2
F2
O
L1
L2
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
2、杠杆的五个要素：
例1：找出下列支点
F1
F2
例2：在下图中找出力的作用线
F1
F1
F2
F1
支点
支点
下一张
重点1：怎样画杠杆的力臂
F1
O
L1
L2
F3
F2
L3
画杠杆力臂的方法：
一找支点
二画线（力的作用线）三定距离（力臂的长）
力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。
思考讨论
1
力臂一定在杠杆上吗？
2
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：不是
答：改变
想一想?
重点提示
1.动力、阻力都是杠杆受到的力！
所以:支点、动力作用点、阻力作用点都在____上！
2.正确判断阻力的方向!
3.力臂是指支点到力的作用线的_____距离!
杠杆
垂直
o
F1
F2
L2
L1
.
F1
F2
L1
L2
O
画出各力和力臂
L2
L1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
画出图中各力的力臂
（1）找出支点的位置
（2）沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出
（3）从支点作动力、阻力
作用线的垂线
画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
想一想
作业
分别画出力F1和F2对支点0的力臂L1和L2。
图1
图2
L1
L2
L1
L2
图4
图3
L2
L1
L1
L2
F2
3.判断：动力和阻力可以人为规定。（
）
4.把重为4N和12N的物体分别挂在杠杆的两端,
杠杆平衡时,两端的长度之比是＿＿＿＿.
√
3
:
1
杠杆平衡与哪些因素有关？
【猜想假设】
【所需器材】
【实验步骤】
【分析数据】
【实验结论】
【启发联想】
杠杆平衡：指杠杆静止不动或作缓慢匀速转动时的状态。
二、杠杆平衡的条件
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
动力?动力臂
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
阻力?阻力臂
1
?
?
?
?
?
?
2
?
?
?
?
?
?
3
?
?
?
?
?
?
数据记录表格为；
1
0.05
0.05
0.5
0.1
0.05
1.5
0.1
0.15
1
0.15
0.15
实验注意事项：
1、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。
2、挂钩码后，不能再动平衡螺母。
3、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。
提问：
步骤1，为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡？
答:在做“研究杠杆的平衡条件”的实验时，杠杆有
一定的重力，为保证实验中杠杆的平衡条件：
动力×动力臂等于阻力×阻力臂成立，必须使
　杠杆的重力（包括两端的平衡螺母的总重力）
　乘以其力臂为零。调节杠杆两端的平衡螺母，
　使杠杆在水平位置平衡，就是要保证杠杆的总
　重力乘以其力臂为零，同时为了实验时方便在杠杆上直接读出力臂。
步骤2，
为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡？
答:
杠杆只有在水平位置平衡，量得支点到钩码的距离就是力臂，此时杠杆如果不水平，则支点到钩码的距离就不是力
臂。使杠杆在水平位置重新平衡，目的是从杠杆上的刻度
值直接读出力臂的长度.
实验结论：
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
即：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积.
F1L1=F2L2
探究杠杆的平衡条件实验中
（1）实验前出现图甲所示情况，应将杠杆两端的螺母向
调（填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，这样做的母的是
。
（2）实验中出现图乙所示情况，为使杠杆在水平位置平衡，这时应将左边的钩码向
（“左”或“右”）移动
格。
（3）实验中，要改变力和力臂的数值，得到多组实验数据，这样做的目的是
。
右
便于从杠杆上直接读出力臂的大小
1
右
避免实验结果具有偶然性
例题1：如图，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知0A=0.3cm，OB=0.2cm,在A点处悬挂一重物G，质量为2kg，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，此时拉力F为多少？
B
O
F
A
例题2：如图：OB=2BA，物体重为60N，不计杠杆自身重力，绳与杆的夹角为30℃，则绳的拉力为多少？
O
B
A
例题3：如图，杠杆上标有刻度，GB=5N，GA＝8N，杠杆水平平衡时，A物体对杠杆的拉力是多少牛顿？
此时A物体受到地面对它的支持力为多少？
A
B
1、动力臂大于阻力臂，即l1>l2，平衡时F12、动力臂小于阻力臂，即l1F2，阻力小于动力，用较大的动力，这就是费力杠杆。
3、动力臂等于阻力臂，平衡时阻力等于动力，即l1=l2，
F1=F2。这样的杠杆既不省力也不费力。
杠杆的分类
分类
结构特点
使用特点
实例
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
l
1＞
l
2
l
1＜
l
2
l
1﹦
l
2
省力，但费距离
费力，但省距离
小推车、起钉锤
钓鱼竿、镊子
天平、
跷跷板
既不省力，也不省距离
生物体内的杠杆
人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是，
骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动.
如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力.
由图可以看出，这是一个（
）
A．费力、省距离的杠杆
B．省力、费距离的杠杆
C．既费力，也费距离的杠杆
D．既省力，也省距离的杠杆
A
园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了（
）
A．增大阻力臂，减小动力移动的距离
B．减小动力臂，减小动力移动的距离
C．增大动力臂，省力
D．减小阻力臂，省力
D
1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则(
)
A.这两个力的大小必须相等
B.这两个力的力臂长必须相等
C.力臂较长的那个力比较大
D.力臂较长的那个力比较小
2.要使右图杠杆保持平衡,
最省力的方向是(
)
课堂练习
A
B
C
D
o
D
A
F3
F2
F4
F1
拉拉哪个最省力？
l1
l3
l2
l2>l1,l2>l3
l4=0
因此，F2最小
一根杆原来水平静止，如果加一个力后杠杠仍旧平衡，那么这个力（
）
A.竖直作用在动力作用点
B.竖直作用在支点
C.竖直作用在阻力作用点
D.竖直作用在杠杆上的任意一点
B
小结：
1、杠杆的概念。
2、杠杆的五要素。
3、画力臂
4、杠杆的平衡条件
谢谢，再见！
作业:调查自行车中的杠杆
说明杠杆的作用，找出支点、阻力、动力、阻力臂、动力臂，配上示意图。