初中物理沪科版八年级全册第十章 机械与人第一节 科学探究：杠杆的平衡条件集体备课课件ppt

这是一份初中物理沪科版八年级全册第十章 机械与人第一节 科学探究：杠杆的平衡条件集体备课课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了中国传统的杆秤，探究新知，共同特征，有力的作用，绕固定点转动，想一想，相当于两个杠杆，人用撬棒翘起物体，杠杆的五要素，③画力臂的要求等内容，欢迎下载使用。

人类很早以前就学会使用杠杆了。丽辉煌的咸阳宫曾蔚然矗立于八百里秦川。司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。下图就是我们的祖先在建造宫殿时的情景。你能讲出其中的道理吗？
①古代人们使用的一些工具
②现代生活中常使用的一些工具
这些工具在使用时，有什么共同特点?
③杠杆的概念杠杆： 在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
注意: “硬棒” 是指在力的作用不发生形变。 杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。
①描述杠杆的名词（杠杆“五要素”）
支 点：杠杆绕着转动的点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 。
注意：“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。不是支点到作用点的距离。
②进一步理解杠杆的“五要素”
力臂不一定在杠杆上，当力的作用线与杠杆不垂直时，力臂与杠杆不重合。力臂包含了力的作用点和力的方向两个要素。
杠杆可以是直的，也可以是弯的。即杠杆可以是各种各样的形状。
支点一定在杠杆上。动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。作用在杠杆上的动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力的方向不一定相反。
3、从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂线 的距离就是力臂。
2、过力的作用点沿力的方向画出力的作用线。 注意： 必要时要用虚线将力的作用线延长。
1、先确定杠杆的支点O和动力、阻力的方向。
4、最后用大括号或箭头勾出力臂，并在旁边写上字母l1或l２。
以人用撬棒翘起物体为例——画出动力F1与阻力F2的力臂
试一试：画出图中杠杆各力的力臂
1.杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡。
问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？
2.探究杠杆的平衡条件
保证力臂沿杠杆，便于测量。　
〔1〕调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
问题：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？
〔2〕杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。〔3〕改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。
〔4〕在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的方法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
　杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
探究杠杆的平衡条件视频
①杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用?
答案：作用是调节杠杆自身的平衡
②杠杆调平的方法是什么?
答案：左边高向左调，右边高向右调
我们身边有很多杠杆。例如，跷跷板、羊角锤、船桨、各种剪刀，观察这些杠杆，它们的动力臂和阻力臂有什么关系？
(1)示意图：如图所示
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。用较小的动力就可以克服较大的阻力。（L1>L2， F1(3)常见的省力杠杆：瓶盖起子、羊角锤起钉子、独轮车、钳子等。
剪刀相当于两个杠杆组合在一起
生活中的一些省力杠杆：
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。动力作用点移动较小的距离就可以使阻力作用点移动较大的距离。（L1F2）
(3)常见的费力杠杆：镊子、缝纫机脚踏板、钓鱼竿、筷子夹菜、皮划艇的桨、扫帚扫地等。
筷子相当于两个杠杆组合在一起。
人的右手与钓鱼竿接触处为支点。
生活中的一些费力杠杆：
(2)特点：动力臂______阻力臂，平衡时动力______阻力。这样的杠杆既不省力也不费力。（L1=L2， F1=F2）
(3)常见的等臂杠杆：天平、定滑轮。
例题1：如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
（情形1）如图，力F始终与杠杆垂直，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2=G 与 l 1=OA 保持不变，l 2 变大； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F变大；
（情形2）如图，力F的方向保持水平向右，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2=G保持不变，l 2 变大，l 1变小； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F变大；注意：此情况下杠杆不可能到达水平位置（当杠杆无限接近水平位置时，l 1无限接近于零，F无穷大）。
（情形3）如图，力F的方向保持竖直向上，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2=G保持不变，l 2 与l 1同时变大，且比值为0.5； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F=0.5G 保持不变。
（情形4）如图，杠杆保持静止，力F的方向由竖直向上变为水平向右的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2与l 2 保持不变，l 1先变大后变小； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F先变小后变大（当F与杠杆垂直时F最小）。
1.下列工具中，在使用时可以省距离的是(　　)
2.如图是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把________点看成支点，此时夹子可近似看成________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
3.如图所示硬棒OB能绕支点O转动，A处用绳子拉住固定在墙壁上。请画出拉力F的力臂(用l表示)。
4.如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳对杠杆的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F1的示意图，并作出F2的力臂l2。
5． 如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（ ）
A．手握的位置靠近把手末端时更费力B．砖头的位置远离车轮时抬起更省力C．轮子的中心是杠杆的支点D．图中拉力F大于重力G
6. 如图3所示，O为轻质杠杆AB的支点，B点挂一重物G，若在B点施加F1、或在A点分别施加F2、F3、F4四个力后，杠杆均保持水平位置平衡，则这四个力中最小的力是（ ）
7. 如图4所示为等刻度的轻质杠杆，在A处挂一个重为2牛的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力（　　）
A. 可能是2牛 B. 可能是0.5牛 C. 一定是1牛 D. 一定是4牛
8. 如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动。在杠杆的B点挂上重物，在A端通过细绳施加竖直向上10牛的拉力F使杠杆水平平衡。如果把重物悬挂点和拉力作用点互换，当杠杆水平平衡时，竖直向上的拉力大小变为22. 5牛。则该物体的重为（ ）
A. 12牛 B. 15牛 C. 18牛 D. 21牛