物理人教版八年级下册第12讲 《杠杆、滑轮》

第12讲 杠杆、滑轮教案福泉市实验学校 金延勇【学习目标】1会建立本章知识结构图，能完整梳理本章知识。2理解杠杆、滑轮、斜面特点并进行应用。【知识梳理】一、杠杆1定义：_叫杠杆。说明：杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。OF1l1l2F22五要素组成杠杆示意图。支点：_的点。用字母O 表示。动力：_力。用字母 F1 表示。阻力：_力。用字母 F2 表示。说明: 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反动力臂：从_到_的距离。用字母l1表示。阻力臂：从_到_的距离。用字母l2表示。画力臂方法：一找支点、二画线、三作垂线、四标签 找支点O； 画力的作用线（虚线）； 画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）； 标力臂（大括号）。3研究杠杆的平衡条件： 杠杆平衡是指：_。 实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。 结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：_。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l14应用：省力杠杆条件：_举例：_费力杠杆条件：_举例：_5.杠杆的平衡条件实验（1）首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。当杠杆在水平位置平衡时，力臂l1和l2恰好在杠杆上，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂长度大小了，而杠杆在倾斜位置平衡，力臂的数值就就不能从杠杆上读出。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。（2）在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母就会破坏原有的平衡。6.杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，或F1l1=F2l2。杠杆的应用：(1)省力杠杆：动力臂l1阻力臂l2，则平衡时F1F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。(2)费力杠杆：动力臂l1阻力臂l2，则平衡时F1F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。(3)等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。既省力又省距离的杠杆时不存在的。二、 其他简单机械1.滑轮：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。2.定滑轮：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。实质：是个等臂杠杆。轴心O点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r，根据杠杆的平衡条件：，可知，因为重物匀速上升可知，则，不省力。F2F1BAGOl1l2S=h特点：不省力，但可改变力的方向。 所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力（图中F1方向向下）能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G上升的力）。动力移动的距离与重物移动的距离相等。（如上右图所示）对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）3.动滑轮：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（如上右图所示）OF2GF1L2L1实质：是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l11=F2l2，即F12r=F2r，得出，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则。特点：省一半力，但不能改变力的方向。动力移动的距离是重物移动距离的2倍。（如上右图所示）对于动滑轮来说：（1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；（2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动；动力F1的方向与并排绳子平行；不计动滑轮重、绳重和摩擦。4.滑轮组：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。动力移动的距离s和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即s=nh。（n表示承担物重绳子的段数）滑轮组的组装：（1）.根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；（2）确定动滑轮的个数；（3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。GFLh5.斜面：如图所示斜面是一种可以省力的简单机械，但却费距离。当斜面高度h一定时，斜面L越长，越省力（即F越小）；当斜面长L相同时，斜面高h越小，越省力（即F越小）；当斜面L越长，斜面高h越小时，越省力（即F越小）。 【课堂检测】1.如图所示，不计重力的杠杆OB可绕O点转动，重为6N的物体P悬挂在杠杆的中点A处，拉力F1与杠杆成30角，杠杆在水平位置保持平衡。请在图中画出拉力F1的力臂，并求出此状态下拉力F1_N.2.如下图，分别用不同的滑轮或滑轮组匀速提起重为1800N的物体时，则F1，F2，F3，F4