湖北省天门市蒋湖中学八年级物理下册 12.1 杠杆课件 （新版）新人教版.ppt

给我一个支点 我可以撬动整个地球 阿基米德 物理八年级第十二章简单机械 12 1杠杆 复杂机械都是由简单机械组成的 最简单的机械 杠杆 这些是最常用的工具 它们是根据杠杆原理制造的 1 认识杠杆 认识有关杠杆的几个概念 2 能从常见工具和简单机械中识别杠杆 3 知道杠杆的平衡条件及其应用 4 通过观察和实验 了解杠杆的结构 通过探究 了解杠杆的平衡条件 怎么办 2 有力的作用 3 绕固定点转动 1 硬棒 不容易变形 杠杆 它们的共同特征 1 一根硬棒在力的作用下如果能绕着固定点转动 这根硬棒就叫做杠杆 一 杠杆 图甲 图乙 图丙 注意 b 一根硬棒要成为杠杆 应该具备两个条件 1 要有力的作用 2 能绕某固定点转动 两条件缺一不可 如 撬啤酒瓶盖的起子在不用时 就不能称为杠杆 受了力没绕某固定点转动起来也不是杠杆 a 杠杆的形状多种多样 可直可弯 可粗可细 但必须是硬的 现实生活的杠杆 埃及金字塔是世界七大奇迹之一 其中法老胡夫的陵墓最大 高146 5米相当于40层高的摩天大厦 由230万块重约2 5吨的大石块叠成 最大的一块重约16吨 古埃及人建金字塔时利用了杠杆 找找看 舂 ji g o 桔槔 f2阻力 l1动力臂 l2阻力臂 动力作用线 阻力作用线 o支点 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 支点到动力作用线的距离 支点到阻力作用线的距离 f1动力 二 杠杆的五个要素 支点 杠杆绕着转动的固定点 用o表示 支点可在杠杆的中间 也可在杠杆的一端 也可在杠杆的其他位置 动力 使杠杆转动的力 用f1表示 动力臂 从支点到动力作用线的距离 用l1表示 阻力 阻碍杠杆转动的力 用f2表示 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离 用l2表示 无论动力还是阻力 杠杆都是受力物体 区分两者 就看谁主动谁对抗 1 杠杆的五个要素 l2 l1 f2 o f1 1 确定支点 标记为o 2 确定动力 阻力 画出力的作用线 延长线用虚线 3 从支点作动力 阻力作用线的垂线 用实线 标力臂 2 杠杆示意图的画法 归纳 一找支点二画线 三连距离四标签 关键是抽象为数学的点到线的垂直距离 o 支点 l2 f1 f2 l1 l2 o 画出各力和力臂 f1 f2 o l2 l1 画出图中杠杆各力的力臂 f1 f2 o l1 l2 请作出动力臂和阻力臂 l1 l2 2 力臂是支点到力的作用线的垂直距离 是点到线的距离 不是点到点的距离 f1 f2 a o b l1 l2 3 力臂不一定在杠杆上 因此力臂之和不一定等于杆长 o f1 f2 l1 l2 4 当力臂是支点和力的作用点的连线时 力臂最大 力最小 当力的作用线通过支点时 力臂最小 为0 如下图 欲用最小的推力f 把一重力为g的均匀园柱体推上一个台阶 试在图中画出推力f f3 f2 o 5 当力的作用方向改变时 力臂也改变 力臂越大 力越小 l1 l2 l3 f1 f2 f3 l1 l2 l3 b 2 多选 关于杠杆 下列中正确的是 a 杠杆必须是一根直棒b 杠杆不一定要有支点c 杠杆可以是直的 也可以是弯的d 作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向相反的方向转动 1 下列关于杠杆的几种说法中正确的是 a 杠杆只能是直的b 杠杆一定有支点c 杠杆的支点可以不在杠杆上d 杠杆的力臂不可能为零 cd l1 f1 l2 f2 杠杆 3 画出下图杠杆的支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 f2 f1 l2 l1 4 画出下图杠杆的支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 5 画出下图杠杆的支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 f1 f2 l1 l2 o l1 f1 l2 f2 6 画出下图杠杆的支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 7 已知力臂做力的示意图 1 如下左图 杠杆oa在力f1 f2的作用下处于静止状态 l2是f2的力臂 画出f1的力臂和力f2 2 如下中图所示 杠杆oa在f1 f2两个力作用下平衡 图中已画出了杠杆a端受的力f1 如果虚线oo 是力f2的力臂 请在杠杆上标出f2的作用点b 并画出力f2的示意图 f2 l1 f2 二 杠杆的平衡条件 当杠杆在动力和阻力的作用下 静止或者匀速转动时 我们就说杠杆平衡了 探究杠杆的平衡条件 物体的平衡状态 杠杆的平衡状态 杠杆平衡时 动力 动力臂 阻力 阻力臂之间存在着怎样的关系 提出问题 两个量之间四种关系加 减 乘 除 假设1 f1 l1 f2 l2 假设2 f1 l1 f2 l2 假设3 f1 l1 f2 l2 假设4 f1 l1 f2 l2 猜想与假设 杠杆 钩码 弹簧测力计 铁架台 器材 测量的物理量 力 力臂 a b两图中的杠杆都处于静止状态 实验时采用哪幅图 为什么 讨论 制定计划与设计实验 a b 进行实验与收集数据 o l1 l2 f1 f2 目的 力臂落在杠杆上 便于直接读出力臂大小 让杠杆重心刚好在支点上 消除杠杆自重对实验的影响 1 调节杠杆两端的螺母 使杠杆在水平位置平衡 2 在杠杆两边挂上钩码 调节钩码的位置 使杠杆在水平位置重新平衡 记录f1 l1 f2 l2 3 改变数据 再做几次实验 记录数据 实验数据表格 结论 杠杆的平衡条件 动力x动力臂 阻力x阻力臂 分析与论证 即力和力臂的大小成反比 力臂越长 力越小 杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积 例1 假如如图所示中的大人重750n 小女孩重250n 当大人离跷跷板的转轴0 5m时 小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡 解 根据杠杆的平衡条件f1l1 f2l2得l1 f2 l2 f1 750n 0 5m 250n 1 5m答 小女孩应坐在离转轴1 5m处 古代杠杆的巧妙应用 扁担 例2 1 一个人挑担 若扁担长为1 6m 一端放50kg的重物 另一端放60kg的重物 则为了使扁担能在水平位置平衡 肩膀应放在哪里 肩膀上受到多大的压力 扁担的自身重力不计 o g1 g2 l1 l2 解 g1 l1 g2 l2 g1 l1 g2 l l1 0 873m f 肩膀对扁担的支持力 f g1 g2 110kg 10n kg 1100n 则 扁担对肩膀的压力f f 1100n g 2 甲乙两个人合挑100kg的重物 扁担长为1 6m 重物挂在距甲64cm处 则甲 乙肩膀受到的压力为多少 甲 以乙这一端为支点 g 甲 乙 64cm l甲 f甲 o l2 l甲 1 6m l2 0 96m 由f甲 l甲 g l2 g 1000n f乙 g f甲 400n 例3 道钉橇有关尺寸如图所示 若在a点竖直向下的作用200牛的力 道钉橇对道钉会产生多大的力 解 根据杠杆平衡条件f1l1 f2l2可得 4000n o 1 2m f1 6cm f2 为什么杠杆能够产生那么巨大的力呢 起子 抽水机手柄 天平横梁 跷跷板 钓鱼竿 船桨 三 杠杆的应用 三类杠杆 若l1 l2 则f1f2 若l1 l2 则f1f2 若l1 l2 则f1f2 小结 判断杠杆的类型 实际就是比较动力臂和阻力臂的大小 f1 f2 动力臂l1 阻力臂l2 判断 动力臂l1 阻力臂l2 因此动力f1 阻力f2 1 省力杠杆 h s 4h 省力杠杆虽然省力 但费了距离 省力杠杆的特点 这里的费距离是指增加了动力的作用点移动的距离 应用 撬杠 抽水机的柄 铡刀 瓶盖起子 手推车 钳子 扳手等 f2 f1 动力臂l1 阻力臂l2 2 费力杠杆 判断 动力臂l1 阻力臂l2 因此动力f1 阻力f2 s h 4 h 费力杠杆的特点 费力杠杆虽然费了力 但可以省距离 应用 汽车的脚刹车 缝纫机的脚踏板 起重机吊臂 筷子 理发剪刀 鱼竿 船桨等 f2 f1 动力臂l1 阻力臂l2 不省力 也不省距离 3 等臂杠杆 应用 天平 跷跷板等 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆比较 l1 l2 f1 f2 动力 阻力 l1f2 动力 阻力 l1 l2 f1 f2 动力 阻力 省力 省距离 既不省力也不省距离 费距离 费力 请对下列器具应用的杠杆进行分类 等臂杠杆 费力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 请对下列器具应用的杠杆进行分类 省力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 生活 物理 社会 生活中的剪刀 思考 什么情况下 人们会选用费力杠杆 使用费力杠杆有什么好处 当阻力比较小时 人们会选用费力杠杆 使用费力杠杆会省距离 很方便 小资料 人体内的杠杆 给我一个立足点 我就能移动地球 这是希腊科学家阿基米德的一句名言 实际上 用杠杆移动地球是不可能的 但是这反映了阿基米德发现杠杆规律后的兴奋心情 几乎每一台机器中都少不了江杆 就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用 拿起一件东西 弯一下腰 甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用 了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识 还能学会许多生理知识 小资料 人体内的杠杆 点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用 见图 杠杆的支点在脊柱之顶 支点前后各有肌肉 头颅的重量是阻力 支点前后的肌肉配合起来 有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头 从图里可以看出来低头比仰头要省力 小资料 人体内的杠杆 当曲肘把重物举起来的时候 手臂也是一个杠杆 如图 肘关节是支点 支点左右都有肌肉 这是一种费力杠杆 举起一份的重量 肌肉要化费6倍以上的力气 虽然费力 但是可以赢得速度 小资料 人体内的杠杆 当你把脚尖翘起来的时候 是脚跟后面的肌肉在起作用 脚尖是支点 体重落在两者之间 这是一个省力杠杆 如图 肌肉的拉力比体重要小 而且脚越长越省力 小资料 人体内的杠杆 如果你弯一下腰 肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力 这是由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆 如图 所以在弯腰提起立物时 正确的姿式是尽量使重物离身体近一些 以避免肌肉被拉伤 1 下列工具中 属于省力杠杆的是 a 瓶盖起子b 剪刀c 天平d 镊子 2 如图所示的工具 在使用中属于费力杠杆的是 a d 4 如图所示的两种剪刀 如果要用来剪铁皮 应选种剪刀 在理发时应选种剪刀 甲 乙 3 下列事例属于省力杠杆是 a 用镊子换药b 用筷子夹菜c 用大扫扫帚扫地d 用钳子截断铁丝 d 5 图中 杠杆有可能平衡的是 d 6 一个杠杆在两个力的作用下处于平衡状态 则下列说法中正确的是 a 这两个力的大小一定相等b 这两个力的力臂一定相等c 力臂较长的那个力较大d 两个力和各自力臂的乘积一定相等 a b c d d c 7 如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图 下列说法中正确的是 a 两杠杆均为省力杠杆b 两杠杆均为费力杠杆c abc为省力杠杆d a b c 为省力杠杆 8 如图所示 在扶正被风吹倒的树木时 下列措施中最合适的是 a 绳直接系在a点b 绳直接系在b点c 在a点垫上橡皮 再系上绳d 在b点垫上橡皮 再系上绳 c 9 瓶盖起子有图 a b 两种用法 a b是开盖时起子和瓶盖接触的两点 在瓶盖和瓶口的接触点中 d和e分别是离手最远和最近的两点 开盖时手对起子施加的力f作用在g点 瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心c点 图中没有标出 如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折 则 a a 图支点是a b 图支点是b a 种用法更省力b a 图支点是a b 图支点是b b 种用法更省力c a b 两图支点都是b b 种用法省力d a b 两图支点都是a a 种用法省力 a 1 杠杆的概念 一根硬棒 在力的作用下如果能绕着固定点转动 这根硬棒就叫杠杆 2 杠杆的五要素 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 4 动力臂l1 从支点到动力作用线的距离 5 阻力臂l2 从支点到阻力作用线的距离 省力杠杆 l1 l2 动力小于阻力特点 省力 但费距离 应用 羊角锤费力杠杆 l1 l2 动力大于阻力特点 费力 但省距离 应用 钓鱼竿等臂杠杆 l1 l2 动力等于阻力特点 不省力也不费力 应用 天平 3 杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 f1l1 f2l2 4 杠杆的种类 专题一 杆秤测质量的原理 专题一 杆秤测质量的原理 o f1 g物 f2 g砣 l1 m物gl1 m砣gl2 平衡时 有g物l1 g砣l2 l2 由于m砣 l1不变 m物与l2成正比 因此在l2上标注刻度能表示物体质量 1 怎样增大最大称量值 增大杆长 增大秤砣的质量 减小秤钩到提纽的距离 2 若秤砣因长期使用而磨损 质量减小 则测得值比实际值要偏大还是偏小 偏大 3 不法商贩在秤砣下吸磁铁 称量时测得值比实际值要偏大还是偏小 偏小 偏大 在秤盘下吸磁铁呢 1 研究杠杆平衡条件的实验装置如图所示 在未挂钩码时 平衡螺母的作用是 挂上钩码后 发现杠杆不平衡 则应 使杠杆在水平位置平衡 移动钩码的位置 或改变钩码的个数 使杠杆在水平位置平衡 专题二 实验题训练 2 某同学在做 研究杠杆平衡条件 的实验中 进行以下操作 1 调节杠杆两边的螺母 使杠杆平衡 2 在杠杆支点的两边挂上数目不等的钩码 通过移动悬挂钩码的细绳位置 并调节杠杆两边的螺母 使杠杆重新平衡 记录有关数据 请指出该同学在上述两步操作中存在的问题 1 2 应使杠杆在水平位置平衡 加挂钩码后就不能再去调节螺母 只能通过移动钩码的位置或加减钩码来达到新的平衡 3 在 研究杠杆平衡条件 实验中 1 实验前出现图甲所示情况 为了使杠杆在水平位置平衡 应将杠杆左端的螺母调 填 左 或 右 2 实验过程中出现图乙所示情况 为了使杠杆在水平位置平衡 这时应将右边的钩码向 填 左 或 右 移动格 3 图乙中杠杆水平平衡后 在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码 这时杠杆将 填 保持水平平衡 顺时针转动 或 逆时针转动 右 右 2 顺时针转动 4 某同学在已经调节水平平衡的杠杆的一边挂上钩码 设钩码对杠杆的拉力为f1 在同一侧用已调整好的弹簧测力计 测得使杠杆平衡的力f2 得到如下数据 如果该同学在实验时读数和记录都正确 但操作有错误 试分析产生以上错误的原因 f2的作用方向不在竖直位置上 使力臂l2的长度不应在杠杆上直接读取 怎么分呀 哈哈 我知道 专题三 杠杆平衡条件应用 o g1 g2 l1 l2 g1 g2 且l1 l2 g1 l1 g2 l2 1 如图所示杠杆 在a端施一个始终与杠杆垂直的力f 当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时 f大小的变化情况是 a 大小不变b 由小变大c 先变大后变小d 先变小后变大 c 2 如图所示杠杆 在a端施一个始终竖直向上的力f 当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时 f大小的变化情况是 a 大小不变b 由小变大c 先变大后变小d 先变小后变大 a l1 l2 f1 a b o g 3 在a点施加一个最小的力 使杠杆在此位置平衡 f1 a b o g 4 在a点施加一个最小的力 使杠杆在此位置平衡 l1 l1 当力臂是支点和力的作用点的连线时 力臂最大 力最小 5 如图所示 重物g 400n ab 20cm bc 60cm cd 60cm 求将重物g提起时所用的最小动力 图中装置可绕a点转动 解 最小动力及力臂如图 由勾股定理得ad 100cm 根据杠杆的平衡条件 f1 a