初中物理沪粤版（2024）八年级下册（2024）6.5 杠杆优秀教学课件ppt

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给我一个支点，我可以撬起整个地球
大人和小朋友分别坐在跷跷板的两端，怎样才能使跷跷板保持水平呢？
下图所示的器材是我们日常中常见的杠杆，它们都有什么共同点？
共同点：①都有一个固定的点 ②能绕着固定点转动 ③足够坚固
物理学中，把在力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒）， 叫做杠杆。
将图片模型化，作力的分析……
让杠杆转动力叫做动力（F1）
阻碍杠杆转动的力叫做阻力（F2）
杠杆绕着转动的点叫做支点（O）
从支点到动力的作用线的垂直距离叫动力臂（ L1）
从支点到阻力的作用线的垂直距离叫阻力臂（L2 ）
通常，我们会通过作图分析杠杆中力的作用……
①确定支点，即杠杆转动的点
③画出动力和阻力力的作用线，即在力的方向（或反向）作延长线（用虚线表示）
④画出动力臂和阻力臂，即作支点到作用线的垂线（用虚线表示），标出垂足和力臂
尝试下列各图的力臂……
注意：作用线、支点到作用线的的垂线要用虚线 不要忘记标注垂足
知识点2——探究杠杆的平衡条件
杠杆在什么状态下为平衡？
杠杆的平衡状态：杠杆静止不动或绕支点匀速转动时，我们则认为此时杠杆的状态为平衡状态
回到前面所说的跷跷板场景，为了便于探究跷跷板怎样才能保持水平状态，需要对它进行简化。如右图所示，用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人……
将杠杆放在水平桌面上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆处于水平平衡状态。接着在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，调整钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，进行多次实验。设左侧钩码对杠杆施加的力为动力F1，右侧钩码对杠施加的力为阻力F2；杠杆平衡时的动力臂为L1，阻力臂为 L2。
为什么要使杠杆处于水平平衡？
怎么使杠杆处于水平平衡？
为什么要进行多次实验？
①消除杠杆自重对实验的影响
①实验前，调节平衡螺母（左偏右调右偏左调）
避免实验结论的偶然性，得到普遍性规律
多次改变杠杆两端钩码的数量和挂钩码的位置，使杠杆处于水平平衡状态， 将各次实验所得的数据填入表中。
分析表中的数据，找出它们之间的关系。
实验结果表明，杠杆的平衡条件是
动力×动力臂=阻力×阻力臂
在《墨经》中，墨子对杠杆定理有着精妙的描述。墨子指出 “衡而必正，说在得。”“衡，加重于其一旁，必捶，权重相若也，相衡，则本短标长，两加焉，重相若，则标必下，标得权也。”
例如在称重物时，秤杆之所以会平衡，原因就是 “本” 短 “标” 长，这里的 “本” 即为阻力臂，“标” 即为动力臂。
那么前面所说的跷跷板场景， 中大人所受的重力大小为 750N，小朋友所受的重力大小250N。当大人坐在离跷跷板的转轴0.5m处时，小朋友应该坐在哪里才能使跷跷板水平平衡？
解：根据杠杆的平衡条件 F1L1=F2L2，得
答：小朋友应该坐在离跷跷板的转轴1.5 m处。
知识点3——杠杆的类型及应用
早在3000多年前，我国劳动人民就已经应用杠杆进行劳作，例如捣谷的舂和汲水的桔槔。
它们都让人们更加省力进行劳作 是否所有杠杆都是省力的呢？
分析下列几种平衡状态下的杠杆模型，根据F1L1=F2L2，分析总结它们的特点及用力情况。
∵L1＞L2，∴F1＜F2
∵L1＜L2，∴F1＞F2
∵L1=L2，∴F1=F2
根据省力杠杆的特点，日常生活中的应用有……
根据费力杠杆的特点，日常生活中的应用有……
根据等臂杠杆的特点，日常生活中的应用有……
杠杆的定义：物理学中，把在力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒）， 叫做杠杆。
五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
探究杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2
特点：省力，但是费距离
应用：扳手、撬棒、开瓶器、羊角锤等等
特点：费力，但是省距离
应用：船桨、筷子、镊子、钓鱼竿等等
特点：既不省力也不省距离
应用：天平、跷跷板等等
1、关于杠杆，下列说法中正确的是（　　） A．杠杆一定是一根直的硬棒 B．杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置 C．作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力方向相反 D．力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
2、如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（　　） A． B． C． D．
3、如图表示的是《墨经》中最早记述了杆秤的杠杆原理模型。图中“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力。以下说法中正确的是（　　） A．“权”小于“重”时，A端一定上扬 B．“权”小于“重”时，若要使杠杆水平平衡，“标”一定小于“本” C．增大“重”时，若要使杠杆水平平衡，应把“权”向左端移 D．增大“重”时，若要使杠杆水平平衡，应换用更小的“权”
4、如图所示，一轻质杠杆被细绳系在O点，在A处挂一实心金属块甲，B处挂一石块乙时恰好能使杠杆在水平位置平衡，已知OA＝2OB，金属块甲的重力为G甲，石块乙的重力为G乙，则（　　） A．G甲：G乙＝1：2 B．G甲：G乙＝2：1 C．G甲：G乙＝1：3 D．G甲：G乙＝3：1
5、如图所示，小明和爸爸坐在跷跷板上处于平衡状态。如果小明和爸爸都向中间的O点移动相同的距离，下列说法正确的是（　　） A．跷跷板仍然平衡 B．爸爸端下降 C．小明端下降 D．可能爸爸端下降，也可能小明端下降
6、简单机械在生活中应用广泛，下列简单机械属于费力杠杆的是（ 　） A．门把手 B．筷子 C．天平 D．开瓶扳手
7、如图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于 　　杠杆（选填“省力”或“费力”）。设车箱和泥土的总重G＝1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的大小至少是 　 　N。
8、如图所示的杠杆，有相同钩码若干，现在距支点右侧四格的A点处挂了四个钩码，如要保持在水平位置平衡，最少将 　　个钩码挂在支点左侧 　 　格处。
9、请在图中作出杠杆静止时L1对应的力F1和F2的力臂。
10、日常生活中的门把手如图1所示，握住门把手向下压可以打开门，此时门把手可以看成如图2所示的一个杠杆，O为支点，请在图2中画出作用在B点的最小动力F1的示意图。
11、在“探究杠杆的平衡条件”实验中：（1）实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态；实验时，小明没有调节杠杆在水平位置平衡，就开始实验，　 　（选填“能”或“不能”）探究得到正确结论；请说出你的理由：　 　；（2）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡收集多组数据，其目的是 　 　；（3）如图乙，用测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，为了保持杠杆在水平位置平衡，测力计的示数将 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；
杠杆的自重对平衡有影响
避免偶然性，寻找普遍规律