資源簡介

(共44張PPT)
第12章
第1節
杠桿
人教版
·
物理
·
八年級（下）
學習目標-新知導入-新知探究-課堂小結-課堂達標
學習目標
1.能識別出杠桿及杠桿的五要素，掌握杠桿力臂的畫法；
2.通過實驗探究，理解杠桿的平衡條件，并能利用F1l1=F2l2進行相關計算；
3.能對杠桿進行分類，并能根據實際需要選擇合適的杠桿。
【重點】探究杠桿的平衡條件。
【難點】杠桿力臂的畫法。
新知導入
兩個和尚抬水喝應用了杠桿的知識，杠桿與我們的日常生活密切相關。
知識點
杠桿
1
新知探究
杠桿在生活中很常見，用筷子夾菜時，筷子就是杠桿。
杠桿是一種常用的簡單機械
新知探究
修剪花草的園藝剪刀是杠桿
用天平稱量時也在使用杠桿
新知探究
一根硬棒在力的作用下能夠繞著固定點O轉動，這根硬棒就是杠桿。
一根硬棒成為杠桿的條件：
（1）要有力的作用；
（2）能繞著固定點轉動；
（3）是硬的，受力不發生形變或不易發生形變。
新知探究
杠桿形狀各異，可以是直的，也可以是彎的。
羊角錘
鑷子
指甲剪
新知探究
支點O、動力F1
、動力臂l1、阻力F2、阻力臂l2
杠桿五要素
新知探究
支點：杠桿可以繞其轉動的點，用“O”
表示
動力：使杠桿轉動的力，用“F1”表示
阻力：阻礙杠桿轉動的力，用“F2”表示
動力臂：從支點到動力作用線的距離，用“l1”表示
阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用“l2”表示
杠桿五要素
新知探究
（1）作用在杠桿上的動力和阻力是相對而言的，動力和阻力使杠桿轉動的方向一定是相反的，但動力和阻力的方向不一定相反。
杠桿五要素的幾點說明
新知探究
（2）力臂不一定在杠桿上，當力的作用線不垂直于杠桿時，力臂與杠桿不重合。
（3）支點一定在杠桿上，動力和阻力可以在支點兩側，也可在支點同側。
（4）當力的作用線恰好通過支點時力臂為零，這個力不能使杠桿轉動。
新知探究
典例1
關于杠桿的五個要素，下列說法中正確的是（
）
A.力臂一定在杠桿上
B.作用在杠桿上的動力、阻力的方向一定相反
C.力臂是支點到力的作用點的距離
D.力的作用線通過支點時其力臂為零
D
不一定
不一定
作用線
新知探究
（1）確定支點O。
先假設杠桿轉動，
則杠桿上相對靜止的點即為支點。
力臂的畫法
新知探究
（2）確定動力和阻力的作用線。
從動力、阻力作用點沿力的方向分別畫直線或反向延長線，即動力、阻力的作用線。
新知探究
（3）畫出動力臂和阻力臂，并標注。
從支點向力的作用線作垂線段，在垂線段旁標注力臂的名稱。
新知探究
當表示力的線段比較短時，可將力的作用線延長，然后過支點作延長線的垂線段，即為力臂。
注意延長部分要用虛線表示
力臂是支點到力的作用線的距離，即支點到力的作用線的垂線段。
新知探究
判斷下面畫的力臂是否正確，錯誤的指出原因。
l
F
l
F
不是作用點到支點的距離
不是支點到作用線端點的距離
×
×
新知探究
√
l
F
l
F
不是垂足到作用點的距離
×
新知探究
首先確定動力作用線，其次確定動力作用點，最后確定動力的方向。
已知力臂畫力
新知探究
你還能舉出杠桿的其他實例嗎？并標出支點O、動力F1和阻力F2、動力臂l1和阻力臂l2。
開瓶器
思考與討論
新知探究
羊角錘
2
新知探究
知識點
杠桿的平衡條件
在杠桿的使用中，杠桿的平衡狀態是一種非常重要的狀態。
杠桿在滿足什么條件時才會平衡呢？
當杠桿處于靜止狀態或勻速繞支點轉動狀態時，杠桿處于平衡狀態。
新知探究
（1）提出問題
當杠桿平衡時，需要滿足什么條件呢？
（2）猜想與假設
對杠桿處于平衡狀態時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間的關系可作如下猜想：
實驗探究：杠桿的平衡條件
A.動力+動力臂=阻力+阻力臂
B.動力-動力臂=阻力-阻力臂
C.動力/動力臂=阻力/阻力臂
D.動力×動力臂=阻力×阻力臂
新知探究
（3）設計實驗
在杠桿處于靜止狀態時，分別測出動力F1、阻力F2、動力臂l1和阻力臂l2。
（4）實驗步驟
①首先調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在不掛鉤碼時，在水平位置保持平衡。（注意：杠桿平衡的調節→
“左低右調、右低左調”
。）
如圖杠桿左端低，則將平衡螺母向_____調。
右
新知探究
②杠桿兩邊掛不同數量的鉤碼，杠桿平衡后測出動力臂、阻力臂，記錄F1、F2、l1和l2的數值。
③改變力和力臂的數值，多做幾次實驗，把有關數據填入表內。
序號
動力F1/N
動力臂l1/cm
動力×動力臂
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
阻力×阻力臂
1
?
?
2
?
?
?
…
新知探究
杠桿的平衡條件
新知探究
（5）實驗數據記錄與分析
實驗結果表明，杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂，
或寫為:
F1×l1=F2×l2。
序號
動力F1/N
動力臂l1/cm
動力×動力臂
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
阻力×阻力臂
1
2
10
20
1
20?
20
2
3
10
30
2
15?
30
…
新知探究
典例2
(2019·荊州中考)小華做“探究杠桿平衡條件”實驗的裝置如圖所示，杠桿上相鄰刻度線間的距離相等。
（1）杠桿在如圖甲所示的位置靜止時
（選填“是”或“不是”）處于平衡狀態。
（2）如圖乙所示，杠桿在水平位置平衡后，在A點掛兩個鉤碼，每個鉤碼重0.5N，在B點豎直向下拉彈簧測力計，仍使杠桿在水平位置平衡，此時彈簧測力計的示數應為
N。
是
1.5
新知探究
思考討論：請分析圖中杠桿什么時候動力最小。
解析：阻力和阻力臂是固定的，根據
杠桿平衡的條件F1l1?=F2l2可知，只
要此時的動力臂最大，則動力就最小。
當力的作用點到杠桿支點的距離作為力臂時，
A
O
B
力臂是最大的，所以最小力的作用點在B點，且最小力垂直于OB，方向向上。
F
杠桿最小力問題
新知探究
典例3
(2019·涼山州中考)如圖所示，現使用最小的力F1使杠桿在圖示位置平衡，請畫出F1及其對應的力臂l1。
F1
l1
知識點
生活中的杠桿
3
新知探究
我們身邊有很多杠桿。仔細觀察這些杠桿，看看它們各自的動力臂和阻力臂有什么關系？
l1>l2
l1新知探究
l1=l2
新知探究
動力臂與阻力臂相等的杠桿是等臂杠桿。
l1=l2
F1
=F2
等臂杠桿
杠桿的分類
新知探究
這類杠桿雖然省力，但是動力作用點移動的距離卻比阻力作用點移動的距離大，省了力，卻費了距離。
動力臂大于阻力臂的杠桿是省力杠桿。
l1＞l2
F1＜F2
省力杠桿
新知探究
支點
軸的位置是支點。手加在槳上的動力比水對槳的阻力大，但是手只要移動較小的距離，就能使槳在水中移動較大的距離。
特點：費力但省距離。
動力臂小于阻力臂的杠桿是費力杠桿。
l1＜l2
F1＞F2
費力杠桿
新知探究
生活中的費力杠桿
鑷子
面包夾
筷子
新知探究
釣魚竿是費力杠桿還是省力杠桿呢？
新知探究
人體中的杠桿
F1
F2
O
抬頭
杠桿的支點在脊柱頂端。
拓展延伸
新知探究
典例4
A.勺子
B.獨輪車
C.托盤天平
D.修剪刀
B
費力杠桿
省力杠桿
等臂杠桿
費力杠桿
如圖所示的器具中，使用時屬于省力杠桿的是（
）
課堂小結
認識杠桿
杠桿的五要素
杠桿的分類
杠桿的平衡條件
支點O
、動力F1
、動力臂l1
、阻力F2、阻力臂l2
等臂杠桿、省力杠桿、費力杠桿
F1×l1=F2×l2
課堂達標
1.(2019·吉林中考)
請在圖中畫出動力F1的力臂l1。
解析：從支點O向F1的作用線作垂線段，即動力臂l1
，如圖所示。
l1
課堂達標
2.(2019·河南中考)
如圖所示的開瓶器開啟瓶蓋時可抽象為一杠桿，不計自重，下圖能正確表示它工作示意圖的是（
）
A
B
B
C
D
O
F2
F1
C
D
3.(2019·巴中模擬)如圖所示，杠桿處于平衡狀態。如果將物體A和B同時向靠近支點的方向移動相同的距離，下列判斷正確的是（
）
O
A
B
A.杠桿仍能平衡
B.杠桿不能平衡，右端下沉
C.杠桿不能平衡，左端下沉
D.無法判斷
B
課堂達標
課堂達標
4.各式各樣的剪刀都是一對對的杠桿。在圖中，哪些是省力杠桿，哪些是費力杠桿？要剪斷鐵片，應該使用哪種剪刀？剪紙時應該使用哪種剪刀？修剪樹枝時應使用哪種剪刀？為什么？
解析：第一個和第三個剪刀是省力杠桿，第二個剪刀是費力杠桿。鐵片的硬度大，剪鐵片應該選用第一個剪刀，因為它的動力臂遠大于阻力臂，同時制作結實；紙張硬度小，為便于剪裁，剪紙可選用第二個剪刀；剪樹枝應該選第三個剪刀，因為它的動力臂大于阻力臂，省力。

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