物理人教版八年级下册简单机械第一节杠杆

第 节杠杆 第1课时探究杠杆的平衡条件 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 建于公元前二十七世纪 高146 5米 相当于40层楼高 由230万块重约2 5吨的大石块叠成 最大的一块重约16吨 全部工程历时30余年 古埃及人用什么工具创造了这一奇迹 你知道这些工具是利用了什么原理吗 下面我们就来学习它 1 知识点 杠杆及其五要素 人们生产 生活中用到了下列的工具 这些工具具有什么共同特征呢 今天我们用塔吊建成现代化城市 注意 硬棒可以是直 也可以是弯曲的 即杠杆可以是各种各样的形状 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 叫做杠杆 跷跷板及上面列举的生产工具都是杠杆 1 受力的作用2 绕固定点转动3 比较坚硬 共同特征 杠杆的概念 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 杠杆的五要素 一 点 支点O 一定在杠杆上 动力F1二 力 相对的阻力F2动力臂L1三 臂 阻力臂L2 杠杆五要素 画杠杆力臂的方法 找点 确定支点 画线 画力的作用线 一般画为虚线 作垂线段 从支点向力的作用线作垂线 垂足在力的作用线上 一般画为虚线 标力臂 标垂足 直角符号 标力臂 支点到垂足的距离 2 杠杆是否都是直的 1 力臂是一定在杠杆上吗 3 若一力作用在杠杆上 作用点不变 但作用方向改变 力臂是否改变 答 不是 答 杠杆可以是直的 也可以是弯的 答 要改变 注意 例1 下图中关于动力F1的力臂的作图中 正确的是 C 力臂是点到线的距离 找到点 支点 和线 力的作用线 由点向线作垂线段即可 画力臂的方法可记为 一找点 二作线 点向线作垂线 1 下列关于杠杆的说法中 错误的是 A 杠杆可以是直的 也可以是弯的B 动力使杠杆转动 阻力阻碍杠杆转动C 支点可能在杠杆的端点 也可能在杠杆中间D 杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和 2 如图为用瓶起开启瓶盖的情景 请在图中画出该瓶起使用时动力臂 阻力 阻力臂 2 知识点 杠杆的平衡条件 什么是杠杆的平衡 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时 或作缓慢地匀速转动时 我们说杠杆平衡了 买菜 让我们从跷跷板开始进行探究 跷跷板的简化装置 为了便于探究跷跷板怎样才能平衡 可以对它进行简化 用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板 用钩码代替人 活动 探究杠杆的平衡条件 F1 F2 o L1 作出杠杆的五要素 1 提出问题 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 2 猜想与假设 假设一 F1 L1 F2 L2 假设二 F1 L1 F2 L2 假设三 F1 L1 F2 L2 假设四 F1 L1 F2 L2 3 制定计划与设计实验 器材 杠杆 钩码 弹簧测力计 铁架台 测量的物理量 力的大小 力臂的长度 2 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 采用A图 实验时 使杠杆在水平位置平衡 便于在杠杆上直接读出或量出力臂的大小 1 杠杆两端装置两只可调节的螺母 能起什么作用 调节杠杆自身的平衡 实验步骤 1 调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡 2 在杠杆的左侧一个位置挂上适量的钩码 记录此位置 同时在右侧挂上适量的钩码 移动此钩码的位置使杠杆在水平位置平衡 记录此位置 3 改变钩码数量或位置 重复上面的步骤 得出三组数据 1 在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在水平位置平衡 2 挂钩码后 不能再移动平衡螺母 只能通过移动钩码的位置使杠杆平衡 3 读数时 杠杆仍要求是处于水平平衡状态 以便直接读出力臂的长度 实验注意事项 4 进行实验与收集数据 请同学们开始做实验 2 0 15 3 0 10 5 0 08 10 0 04 10 0 05 5 0 10 实验数据记录 动力 动力臂 阻力 阻力臂 5 分析论证 得出结论 F1 L1 F2 L2 或 杠杆的平衡条件 总之 杠杆的平衡条件是 F1 L1 F2 L2 交流与合作 你的实验结论与你的假设一致吗 你的结论是什么 例2 2016 南京 用如图所示的装置做 探究杠杆的平衡条件 实验 1 实验开始时 杠杆的位置如图甲所示 为使杠杆在水平位置平衡 应将杠杆的平衡螺母向 移动 选填 左 或 右 右 2 如图乙所示 在刻度线 2 处挂2个钩码 在刻度线 4 处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆 杠杆在水平位置平衡时 弹簧测力计的示数为F1 将弹簧测力计斜向左拉 杠杆在水平位时平衡时 其示数F2 F1 选项 或 再将弹簧测力计斜向右拉 杠杆在水平位置平衡时 其示数F3 F1 3 得到实验结论后 利用图乙所示的装置 只借助杠杆上的刻度线 右侧只使用弹簧测力计 左侧只悬挂重物 若弹簧测力计的量程是0 2 5N 当杠杆在水平位置平衡时 通过计算可知 悬挂的重物最重可达 N 12 5 1 杠杆左端低右端高 说明杠杆的重心在支点左侧 调节平衡螺母应使杠杆重心右移 杠杆重心右移应将平衡螺母向右调节 直至重心移到支点处 使杠杆重力的力臂为零 这样就减小了杠杆的自重对实验的影响 2 将弹簧测力计斜向左拉或将弹簧测力计斜向右拉 阻力和阻力臂不变 拉力的力臂变短 根据杠杆平衡条件可知 杠杆在水平位时平衡时 拉力变大 所以 F2 F1 F3 F1 3 设杠杆上的一个刻度为1cm 重物的重力为G 根据杠杆的平衡条件可得 G 1cm 2 5N 5cm 解答 G 12 5N 解析 1 2016 天津 如图所示 在处于水平平衡的杠杆A点 挂上4个钩码 每个钩码的质量为50g g取10N kg 若使杠杆在水平位置保持平衡 作用在杠杆B点的力最小为 A 15NB 6NC 3ND 1 5N 2016 聊城 如图是一种拉杆式旅行箱的示意图 若旅行箱内装满物体且质量分布均匀 其总重为210N 轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一 要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡 则竖直向上的拉力F为 N 2 这节课 你学到了什么 1 杠杆的概念 1 物理学中 把能绕某一固定点转动的硬棒 叫做杠杆 2 画杠杆力臂的方法 找点 确定支点 画线 画力的作用线 一般画为虚线 作垂线段 从支点向力的作用线作垂线 垂足在力的作用线上 一般画为虚线 标力 力臂 标垂足 直角符号 标力臂 支点到垂足的距离 2 杠杆平衡条件 F1 L1 F2 L2 在下图中分别画出钳子 自行车手闸这两个杠杆 图中深色部分 工作时的支点 动力和动力臂 阻力和阻力臂 1 搬运砖头的独轮车 车箱和砖头所受的总重力G 1000N 独轮车的有关尺寸如图所示 推车时 人手向上的力F应为多大 2 2015 河南 如图所示 小华用苹果和橘子来玩跷