粤沪版八年级下册5 探究杠杆的平衡条件教学课件ppt

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杠杆探究杠杆的平衡条件杠杆的分类杠杆在生活中的应用
从身边的问题出发两千多年前著名的学者阿基米德曾说过这样的豪言壮语：“只要给我一个支点和一根足够长的杠杆，我就能撬动地球”，实际上阿基米德所构想的装置是一个什么样的机械呢？用扳手拧螺母，图1中哪个图的握法更有利于拧紧或松开螺母？为什么？
思维方法用抽象概括得出杠杆的定义抽象是指从具体事物抽取出、概括出它们共同的方面、本质属性与关系等，而将个别的、非本质的方面、属性与关系舍弃的思维过程。概括是指摆脱具体内容，并且在各种对象、关系或运算结构中，抽取出相似的、一般的和本质的东西的思维过程。
总结归纳：杠杆：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。
2. 支点、动力和阻力
总结归纳：(1)支点(O)：杠杆绕着转动的点。(2)动力(F1)：使杠杆转动的力。(3)阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力。
总结归纳：力臂：从支点到力的作用线的距离。(1)支点到动力的作用线的距离称为动力臂(L1)。(2)支点到阻力的作用线的距离称为阻力臂(L2)。
深入理解(1)力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线。力的作用线是一条直线，没有方向。(2)力臂：支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，因此力臂不一定在杠杆上。
关注细节画杠杆示意图要注意：(1)力的作用线用虚线表示；(2)垂直的地方应有垂足；(3)5个名词必须用正确的字母表示。
技巧点拨力臂画法巧记(1)画线：沿力的方向作出力的作用线；(2)垂直：从支点向力的作用线作垂线段，并标出垂直符号；(3)标注：将力臂用图示标出，并标出力臂L。
[合肥联考] 在如图3所示的杠杆中，O是______，若F1是动力，则F2是______，动力臂是______，阻力臂是______。
力臂是指支点到力的作用线的距离而不是支点到力的作用点的距离，力臂不一定在杠杆上，只有力的方向和杠杆垂直时，力臂才在杠杆上。
思路导引：杠杆在力的作用下绕着O点转动，O点为支点，F1是动力，F2是阻力，OA是从支点向阻力作用线所作的垂线，是阻力臂；OB是从支点向动力作用线所作的垂线，是动力臂。
如何找到杠杆的支点假定杠杆转动起来后，杠杆上不动的那一点即为支点。
1. [芜湖模拟] 如图4 是开瓶盖的起子，可以看成是一个杠杆，能正确表示出杠杆的支点、动力和阻力的图是( )
首先找到支点，再确定动力和阻力。
动力和阻力(1)无论动力还是阻力，受力物体都是杠杆，作用点都在杠杆上。(2)动力和阻力，一个使杠杆顺时针转动，另一个使杠杆逆时针转动，二者使杠杆转动方向相反。
[中考·广东] 如图5所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力F的力臂L。
思路导引：石头重力的作用点在其重心，过重心沿竖直向下的方向画一段带箭头的线段，并用符号G表示；过支点O作垂直于动力作用线的垂线段，即为F的力臂L。
力臂的画法(1)确定支点——假设杠杆转动，杠杆上相对静止的点就是支点。(2)确定动力和阻力的作用线——从动力、阻力作用点沿力的方向(或反方向)分别画线即可得到。(3)画出动力臂和阻力臂——从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足间的距离为力臂。
1. 杠杆的平衡状态：杠杆静止不动或杠杆绕支点匀速转动。
2. 探究杠杆的平衡条件实验过程及结论
总结归纳：(1)杠杆的平衡状态：杠杆静止不动或杠杆绕支点匀速转动。(2)杠杆的平衡条件：动力× 动力臂＝阻力× 阻力臂，即F1L1=F2L2。
实验点拨(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，目的是要保证杠杆的总重力乘其力臂为零，同时也为了实验时方便在杠杆上直接读出力臂。(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大小。
[中考·广安] 在探究“杠杆平衡条件”的实验中，所用的器材有：每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线、每个重力都为0.5 N 的钩码若干个。
(1)实验前将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置静止的目的是_______________________和消除杠杆自重对实验的影响。
(2)如图7甲所示，杠杆处于平衡状态。若从杠杆的两侧同时减掉一个钩码，那么杠杆的________(填“右”或“左”)端下沉。
思路导引：设一个钩码的重为G，一个格为L，支点两侧同时各减掉一个钩码，支点左边力与力臂的乘积为G× 6L=6GL，支点右边力与力臂的乘积为2G×4L=8GL，左边力与力臂的乘积小于右边力与力臂的乘积，则杠杆右端将向下倾斜。
(3)在图乙中，将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向，如果要继续保持杠杆在水平方向静止，弹簧测力计的示数要________(填“变小”“不变”或“变大”)。
思路导引：弹簧测力计斜拉时，阻力及阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆平衡条件可知拉力变大。
(4)如果忽略杠杆自重对实验的影响，则在图丙中要使杠杆在水平位置保持平衡，弹簧测力计对杠杆的最小拉力大小为________。
思路导引：弹簧测力计若在杠杆上施加最小的力F，使杠杆在水平位置平衡，该力的力臂应最长，根据杠杆的平衡条件可得：F×10 L=4 G×6 L，解得，F=2.4 G=2.4×0.5 N=1.2 N。
探究杠杆的平衡条件(1) 实验前(2) 实验中
如图8所示，形状规则、密度均匀的木板AB放在水平桌面上，OA=2OB。当B端挂30 N 的重物G时，木板A端刚刚开始翘起，木板重为( )A.10 N B.15 N C.30 N D.60 N
利用杠杆平衡条件解题的方法
总结归纳：(1)省力杠杆：动力臂比阻力臂长的杠杆。(2)费力杠杆：动力臂比阻力臂短的杠杆。(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。
误区警示不要误认为费力杠杆会费力就没有用处，人们使用费力杠杆可以省距离，比如筷子、钓鱼竿的使用。
如图10 所示的杠杆中属于费力杠杆的是(　　)A. 撬石头 B. 船桨 C. 小推车 D. 修树剪刀
思路导引：撬石头的撬棒、小推车、修树剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
1. 生活中的费力杠杆
2. 生活中的省力杠杆
3. 生活中的等臂杠杆
生活应用人的头颅——等臂杠杆点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用，杠杆的支点在脊柱顶端，支点前后有肌肉，头颅的重力是阻力。支点前后的肌肉所用的力是动力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长形成低头仰头动作。
1. 概念(1)杠杆:在力的作用下绕某一固定点转动的硬棒( 直棒或曲棒)。(2)五要素：支点(O)：杠杆绕着转动的点。动力(F1)：使杠杆转动的力。阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力。动力臂(L1)：支点到动力的作用线的距离。阻力臂(L2)：支点到阻力的作用线的距离。
(3)杠杆的平衡状态：杠杆静止不动或杠杆绕支点匀速转动。(4)分类：省力杠杆：动力臂比阻力臂长的杠杆。费力杠杆：动力臂比阻力臂短的杠杆。等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆。