湖北省武汉为明实验学校八年级物理下册《杠杆》课件 （新版）新人教版.ppt

1 第十二章简单机械第1节杠杆 起子 羊角锤 瓶起子 在力的作用下可以 绕一固定点转动 硬棒 在力的作用下不发生形变 可以是直的也可以是弯的 一 杠杆 一根硬棒 在力的作用下可绕一固定点转动 这根硬棒做杠杆 共同特点 1 满足杠杆的条件 两个 2 在力的作用下 能绕某固定点转动 2 说明 杠杆的形状可以是直的 也可以是弯曲的 但必须是硬的 即使用时不变形 这些用具是杠杆吗 钢丝钳杆秤瓶盖起子道钉撬火钳独轮车 l1 l2 支点 杠杆绕着转动的固定点 用o表示 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 有关杠杆的几个名词 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 从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂l2 从支点到阻力作用线的垂直距离 3 杠杆的五要素 注 力臂是从支点到力的作用线的距离 而不是支点到作用点的距离 13 4 力臂的作法 1 找出支点o 2 沿力的方向作出力的作用线 通过力的作用点沿力的方向所引的直线 叫做力的作用线 3 从支点向力的作用线作垂线 并标出垂直符号垂线两端加箭头 并标出动力臂的长度l1 阻力臂的长度l2 知识预备 画出以下各图中点o到线ab的距离 l2 l1 画出图中各力的力臂 1 找出支点的位置 3 从支点作动力 阻力作用线的垂线 2 确定动力 阻力作用线 4 标垂足 定力臂 一找点 二画线 三作垂线段 f1 f2 l1 l2 o 画出各力和力臂 一找点 二画线 三作垂线段 支点o 动力臂l1 阻力臂l2 动力f1 阻力f2 力臂的作法 一找点 二画线 三作垂线段 画出图中杠杆各力的力臂 f1 f2 l1 l2 f1 f2 l1 o l2 o 一找点 二画线 三作垂线段 1 找支点 2 作力的作用线 3 作力臂 杠杆示意图的作法 o f1 f2 l1 l2 一找点 二画线 三作垂线段 杠杆示意图的作法 l1 f1 l2 f2 o 一找点 二画线 三作垂线段 杠杆示意图的作法 l1 f1 l2 f2 f2 o f1 l2 l1 o l1 f 杠杆示意图的作法 f1 o o f1 f2 f2 l1 l2 l2 l1 注 1 力的作用点一定在杠杆上 2 力的作用线和力臂垂直 3 动力和阻力的作用效果是相反的 如图所示 一个绕o点转动的杠杆 已知阻力f2的方向 以及动力f1的力臂l1 在图中作出阻力f2的力臂l2以及动力f1的示意图 f2 o f1 l2 l1 如图所示 一个绕o点转动的杠杆 已知动力f1的方向 以及阻力f2的力臂l2 在图中作出阻力f2以及动力f1的力臂 l2 l1 f2 o f1 f2 o f1 l2 l1 如图所示 一个绕o点转动的杠杆 动力臂l1及阻力臂l2 在图中作出阻力f2以及动力f1的示意图 二 探究杠杆的平衡条件 静止或缓慢的匀速圆周转动 1 杠杆的平衡状态 活动 杠杆满足什么条件才能处于平衡状态呢 力大则对应力臂要小 力小则对应力臂要大 体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来 思考 猜想 实验设计 杠杆 钩码 弹簧测力计 铁架台 探究杠杆的平衡条件 器材 测量的物理量 力 力臂 讨论 a b两图中的杠杆处于静止状态 实验时采用哪幅图 为什么 1 实验时 使杠杆在水平位置平衡 目的 便于在杠杆上直接读出力臂的大小 消除杠杆自重对实验的影响 f1 f1 f2 f2 思考与讨论 2 杠杆两端装有两只可以调节的螺母 作用是调节杠杆使杠杆在水平位置平衡 调节方法 左高左轻向左调右高右轻向右调 探究杠杆的平衡条件 3 实验步骤 1 调节杠杆在水平位置平衡 2 在杠杆的左侧挂上适量的钩码 用弹簧测力计在竖直方向上拉 使杠杆在水平位置平衡 记下弹簧测力计示数 3 改变钩码数量或位置 重复上面的步骤 得出三组数据 4 进行实验与收集证据 实验表格 杠杆的平衡条件 杠杆原理 动力x动力臂 阻力x阻力臂 用字母表示为 f1l1 f2l2或 结论 当杠杆平衡时 动力臂是阻力臂的几倍 动力就是阻力的几分之一 5 分析与论证 2 杠杆的平衡条件 杠杆原理 交流与评估 1 若弹簧测力计不再竖直方向上拉会怎么样 无法直接从杠杆上读出力臂的大小 此时l1 oa c b a 寻找杠杆平衡的普遍性规律 避免偶然性 2 为何需要记录多组数据 这样做的目的是什么 例题 课本p78 f1 f2 动力臂l1 阻力臂l2 由f1l1 f2l2 l1 l2 f1 f2这是省力杠杆 三 杠杆的分类 1 省力杠杆 动力臂大于阻力臂的杠杆 h s 4h 省力 费距离 省力杠杆的特点 举例生活中省力杠杆 4种以上 省力杠杆 f2 f1 动力臂l1 阻力臂l2 由f1l1 f2l2 l1 l2 f1 f2这是费力杠杆 2 费力杠杆 动力臂小于阻力臂的杠杆 s h 4 h 费力 省距离 费力杠杆的特点 举例 费力杠杆 f2 f1 动力臂l1 阻力臂l2 由f1l1 f2l2 l1 l2 f1 f2这是等臂杠杆 不省力 也不省距离 等臂杠杆的特点 3 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂的杠杆 将下列杠杆分类 省力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 注 判断杠杆的类型 实际就是比较动力臂和阻力臂的大小 f2 f1 l2 l1 49 f2 f1 l2 l1 50 四 杠杆的应用 杠杆的应用 杠杆的应用 五 杠杆原理的应用 1 平衡要素的计算 方法 1 合理构建模型 明确平衡要素 3 注意单位统一 规范解题过程 2 对应杠杆原理 落实公式变形 一根杠杆ab长1m 支点距b端0 4m 现如图所示在a端挂一个重200n的物体g1 若要使杠杆平衡 则要在b端挂一多重的物体g2 解 根据杠杆的平衡条件f1l1 f2l2知f1 g1 200nl1 1m 0 4m 0 6mf2 g2l2 0 4m 所以g1l1 g2l2200n 0 6m g2 o 4m解得 g2 300n a o b 如图 秤砣的质量为0 5kg oa 1 4ob 则该秤最多能称多少千克的物体 秤杆重忽略不计 解 根据杠杆的平衡条件f1l1 f2l2知f1 g1 m砣gl1 obf2 g2 m物gl2 oa ob 所以m砣gl1 m物gl20 5kg 9 8n kg ob m物 9 8n kg ob解得 m物 2kg 五 杠杆原理的应用 如图 质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相等的 0为支点 杠杆两边所挂的每一个钩码均相同 杠杆在水平位置平衡 在下列情况下 杠杆仍在水平位置保持平衡的是 a 两边都减少一个钩码b 两边的钩码下各加挂一个相同的钩码c 左边钩码向右移一格 右边钩码同时向左移一格d 右边加挂一个相同钩码 左边钩码同时向左移一格 f1l1 f2l2 f1l1 f2l2 2 动态平衡的分析 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 左右力臂l1 l2 在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码 杠杆 填 能或不能 平衡 边下降 1 2 不能 右 动态平衡的分析 若想使下图中杠杆再次水平平衡 可在 边的钩码下再挂 个钩码 左 1 若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码 则 边将下降 极端判断法 左 一根均匀铜丝 在中点处支住它刚好平衡 现将其右端从中对折起来 如图所示 则杠杆a 仍平衡 b 左端下降 c 右端下降 d 无法判断 动态平衡的分析 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 b端绳子的拉力f与a端重力g相比 a f g b f g c f g d 无法比较 a b c d 动态平衡的分析 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 b端绳子的拉力f与a端重力g相比 a f g b f g c f g d 无法比较 提示 先画出力臂 再进行判断 c 如图所示 一个轻质杠杆可绕轴o转动 在直杆的中点挂一重物 在杆的另一端施加一个动力f 将直杆从右下位置慢慢抬起到水平位置过程中 力f大小的变化情况是 a 一直增大b 一直减小c 保持不变d 无法确定 f始终与杆垂直 f始终沿水平方向 f始终沿竖直方向 动态平衡的分析 五 杠杆原理的应用 3 最小动力的确定 方法 2 过动力作用点作最大动力臂的垂线为动力作用线 1 连线支点和动力作用点为最大动力臂 3 根据 顺逆原则 确定动力方向 画出在起钉时在a点所用的最小力f o a f o f 注意 当没给出动力作用点时 在杠杆上找到离支点最远的点做动力作用点 支点和该点的连线为最大动力臂 g f1 o l1 画出在a点撬动石块的最小力f及其力臂 o a l f o a l f 如图所示 用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块 若撬棒c点受到石块的压力是1500牛 且ab 1 5米 bc 0 3米 cd 0 2米 则要撬动该石块所用的力最小应为 a 500牛b 300牛c 200牛d 150牛 d