沪科版（2024）八年级全册（2024）探究：杠杆的平衡条件教学课件ppt

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第十一章 机械与人 第一节 探究：杠杆的平衡条件 我要粗的那头？我要长的那头！谁能分到重的那头？FF开瓶时的开瓶器切纸时的切纸刀FF切纸时的切纸刀F开瓶时的开瓶器F划船时的浆1.定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。（1）“硬棒”：不考虑它的形变。1.定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。(1)“硬棒”：不考虑它的形变。(2)以是任意形状。2.五要素(1)支点O ：(2)动力F1 ：(3)阻力F2 ：(4)动力臂l1 ：(5)阻力臂l2 ：力作用线的垂线段。杠杆可以绕其转动的点;使杠杆转动的力;阻碍杠杆转动的力;支点O到动力作用线的距离;支点O到阻力作用线的距离;动力F1：绳对杠杆的拉力阻力F2：绳对杠杆的拉力4.说明：(1)支点、动力(阻力)作用点在杠杆上;(4)力臂不一定在杠杆上，是过支点的直角边;OF1F2l1l2(2)动力和阻力使杠杆转动的方向相反;(3)杠杆平衡：杠杆保持静止或匀速转动。(2)杠杆(1)铁架台1.器材：平衡螺母(1)调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 可忽略杠杆自重对实验的影响。G1、G2使杠杆平衡(2)在杠杆两侧挂不同数量的钩码，移动钩码至杠杆水平平衡。2.步骤 力臂与杠杆重合，便于________。测力臂(3)测出动力F1、阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2并记录。(4)改变钩码的个数和位置，多次实验；(避免偶然性)动力×动力臂=阻力×阻力臂或力(N)；力臂(m)单位统一：我要粗的那头？我要长的那头！粗的头重长的头轻因为：哪头更重？例题：弹簧测力计示数F1为 200 N。测得动力臂L1为 9 m，阻力臂L2为 6 cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。现代版曹冲称象Ol1=9ml2=6cmF1=200NF2Ol1=9ml2=6cmF1=200NF2由F1l1＝F2l2 得：解：=3×104N=3×103kg = 3 t2.费力杠杆。费力：用较大的力却产生了较小的力；省距离：动力作用点少移动距离。前后3.等臂杠杆。既不省力，也不省距离；但可改变力的方向。托盘天平杠杆及其平衡条件杠杆在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒。支 点(O )动 力(F1 )阻 力(F2 )动力臂(l1 )阻力臂(l2 )杠杆的五要素杠杆的平衡条件F1l1=F2l21.下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是( ) A．启瓶器B．切纸铡刀C．食品夹D．羊角锤C随堂检测2.如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（ ）A．沿F1方向的力最小B．沿F2方向的力最小C．沿F3方向的力最小D．三个力的大小相等 BF3O随堂检测3.如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受到的拉力为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力F1的示意图，并作出F2的力臂l2。随堂检测4.为深入探究平衡木的受力特点，小萍设计了如图所示的装置。轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动，且AB＝3 m，OA＝1 m。在杠杆A端用不可伸长的细线悬挂正方体M，重力为1 000 N，边长为50 cm。当重为500 N的小萍静止站立在OB之间某处时，杠杆处于水平平衡状态。(取g＝10 N/kg)求：(1)正方体M的密度；解：由G＝mg可得，正方体M的质量： mM＝ ＝100 kg，则正方体M的密度：ρM＝ ＝0.8×103 kg/m3；随堂检测(2)如图所示，小萍站立在距离B端1.5 m处时，正方体M对水平地面的压强；解：由杠杆的平衡条件可得：FA·OA＝G人·(AB－OA－l1)，即：FA×1 m＝500 N×(3 m－1 m－1.5 m)，解得：FA＝250 N，正方体M对水平地面的压力：F＝GM－FA＝1 000 N－250 N＝750 N，则正方体M对水平地面的压强：p＝ ＝3 000 Pa；随堂检测(3)若细线能承受的最大拉力为800 N，小萍由O点向B端以10 cm/s的速度缓慢匀速行走，小萍能安全行走的时间。解：细线能承受的最大拉力为800 N，设细线达到800 N时，小萍距离O点的距离为l2，由杠杆的平衡条件可得：FA大·OA＝G人·l2，即：800 N×1 m＝500 N×l2，解得：l2＝1.6 m＝160 cm，由v＝ 可得，小萍能安全行走的时间：t＝ ＝16 s。随堂检测