沪科版八年级全册第十章 机械与人第一节 科学探究：杠杆的平衡条件授课ppt课件

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认识杠杆杠杆的平衡杠杆的运用
1. 杠杆概念：如图1，在力的作用下能绕着固定点(O)转动的硬棒(撬棒、起子)被称为杠杆。
深度理解1. 杠杆在力的作用下，是绕固定点转动，而不是整体向某个方向运动( 平动)。2. 杠杆可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬的，即在力的作用下，不发生或基本不发生形变。
2. 杠杆的五要素(1)支点：杠杆绕着转动的固定点(O 点)，支点必须在杠杆上。(2)动力：使杠杆转动的力。(3)阻力：阻碍杠杆转动的力。(4)动力臂：从支点到动力作用线的距离。(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
思想方法模型法：杠杆模型的建构过程(1)忽略次要因素：物体的材料、形状等。(2)抓住主要因素：在力的作用下，能绕固定点(支点)转动。
3. 动力和阻力的方向关系(1)分析过程
(2)总结：动力和阻力使杠杆转动的方向相反。
归纳总结归纳得出动力和阻力的方向关系：通过分析各类杠杆中动力和阻力的方向特点、使杠杆转动的特点，归纳出动力、阻力使杠杆转动方向相反，得出动力和阻力的特点，加深对动力和阻力的理解。
归纳总结力臂作图解题模型(1)类型一：已知力画力臂。一找点：找支点。二画线：画力的作用线，需要延长的部分用虚线。三作垂线段：由支点向力的作用线作垂线。四标力臂：可以用大括号标出力臂，并用字母l1 或l2 标注。(2)类型二：已知力臂画力。过力臂的端点(非支点)作力臂的垂线，并延长至杠杆，垂线与杠杆的交点即为力的作用点。力的方向要根据杠杆平衡状态来判断。
杠杆在我国古代就有许多巧妙应用，护城河上安装的吊桥就是一个杠杆，如图3 所示，它的支点是______点，动力作用点是______点，阻力是___________ 。请在图中画出动力的力臂。
解析：如图3 所示的吊桥是杠杆，吊桥绕着B 点转动，所以B 点为支点；动力作用在吊桥上，作用点是A 点；吊桥的重力阻碍吊桥转动，是阻力；过A 点沿绳子作出动力F1，过B 点作F1 所在直线的垂线，从B 点到垂足的距离就是动力臂l1。
方法技巧化静为动认识杠杆模型：假设杠杆转动一个角度，杠杆上固定不动的点就是支点，促使杠杆转动的力即为动力，阻碍杠杆转动的力即为阻力。
思想方法通过类比法了解杠杆的平衡状态：当物体静止或做匀速直线运动时，处于平衡状态。类比物体的平衡状态，当杠杆处于静止或匀速转动时，处于平衡状态。
(1)猜想杠杆的平衡条件：如图5，为了使杆秤在水平位置平衡，可以移动秤砣的位置，即改变力臂的大小；也可以在秤盘中增、减物体，即改变力的大小。据此猜想，杠杆的平衡条件与作用力的大小、力臂的大小有关。关系可能为：动力× 动力臂=阻力× 阻力臂。
方法点拨物理量之间的运算法则：(1) 相同物理量：它们之间一般用加法、减法法则。比如体积、质量等。(2) 不同物理量：它们之间不能用加法、减法法则，可以用乘法、除法法则。比如，质量和体积相比得到密度，液体密度、g和液体深度相乘得到液体压强等。
(2)实验设计①装置：如图6 所示。②平衡状态的选择 ：使杠杆在如图所示的水平位置平衡，可以消除杠杆自重对实验的影响，并且便于测量力臂，见③。
概念理解杠杆的平衡状态:(1)如图7所示，杠杆不一定在水平位置处于平衡状态，倾斜静止时杠杆也处于平衡状态。(2)当杠杆“缓慢转动”时，可以认为杠杆处于平衡状态。
③杠杆五要素的确定：●支点：杠杆的转轴O。●动力：杠杆所受的拉力F1，大小等于右侧钩码的总重力。●阻力：杠杆所受的拉力F2，大小等于左侧钩码的总重力。由于动力和阻力方向竖直向下，所以动力臂和阻力臂都在水平位置，因杠杆在水平位置平衡，所以动力臂和阻力臂与杠杆重合。
●动力臂：O 到右侧钩码悬挂线的距离l1。●阻力臂：O 到左侧钩码悬挂线的距离l2。④改变力和力臂的方法：●改变动力和阻力的方法：改变悬挂的钩码数目。●改变动力臂和阻力臂的方法：改变杠杆上悬挂钩码的位置。
(3)实验步骤①调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。②在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。③记录杠杆平衡时的动力、阻力、动力臂和阻力臂，把数据记录在下面的表格中。④改变力和力臂的大小，再做几次实验并将数据填入下表中。
(4)实验结论：杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。
实验拓展探究动力和阻力在支点同侧时的平衡条件:实验装置如图8，钩码对杠杆向下的拉力为阻力，弹簧测力计对杠杆向上的拉力为动力。为了使支点到拉力作用点的距离为动力臂，应该竖直向上拉弹簧测力计。如果把弹簧测力计倾斜拉动，动力臂变小，弹簧测力计的示数会变大。
如图9 所示，将轻质木棒AB 两端支撑起来，在O点悬挂总重为300 N 的小桶，若AO=2OB，则木棒A 端受到的力为 _______N。
1. 探究杠杆的省力情况
易错提醒解释惯性现象时，不要出现下列语句：(1) 物体在惯性(惯性力) 的作用下；(2) 物体受到惯性作用；(3) 这时物体失去惯性；(4) 惯性力大于阻力。
思路点拨判断杠杆种类的思路：(1)构建杠杆模型：确定杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。(2)比较力臂大小：比较动力臂和阻力臂的大小。(3)判断杠杆种类：利用杠杆平衡条件，判断杠杆种类。
知识拓展桔槔和舂——古代劳动人民的智慧古代，从井中提水用的桔槔、捣米用的舂，都是杠杆。
如图12，用镊子夹取物体时，镊子是_______杠杆。
解析：如图13，建立杠杆模型，显然l1F2，故镊子是费力杠杆。
方法点拨辨别杠杆种类：