八年级物理全册第十章第一节科学探究：杠杆的平衡条件（第1课时杠杆及平衡条件）课件（新版）沪科版.pptx

第十章机械与人第一节科学探究 杠杆的平衡条件第一课时杠杆及平衡条件 体验认识杠杆活动1 用起子起酒瓶盖 活动2 用螺丝刀撬图钉 1 活动1中 起子可绕点转动 选填 A B 或 O 2 活动2中 螺丝刀可绕点转动 手抓住点更省力 均选填 A B C 或 O 提示 1 O 2 OA 1 什么是杠杆 2 杠杆的五要素是什么 3 杠杆的平衡条件是什么 探究1认识杠杆结合 体验 思考以下问题 1 活动中的起子 螺丝刀及日常生活中使用的剪刀 羊角锤等工具在工作时都有哪些特征 杠杆是如何定义的 提示 起子 螺丝刀等工具都是硬棒 都有一个固定点 使用时都有力的作用 且在工作时能在力的作用下绕着某一固定点转动 参考答案 工作时都是在力的作用下绕着某一固定点转动的硬棒 在物理学中 杠杆是指在力的作用下 能绕固定点转动的硬棒 2 在图中标出杠杆的五要素 参考答案 3 仿照上面例子 画出图中的动力臂和阻力臂 参考答案 4 议一议 1 杠杆一定是直棒吗 一定是硬棒吗 提示 杠杆不一定是直棒 直的弯的都可以 但是杠杆一定是硬棒 只有硬棒才能保证杠杆在受力后本身不变形 如果杠杆本身受力变形 不能撬起物体 就起不到简单机械的作用 参考答案 不一定是直棒一定是硬棒 2 力臂是支点到力的作用点的距离吗 提示 不是 它是支点到力的作用线的距离 参考答案 不是 探究2杠杆的平衡条件1 如何判断杠杆是否处于平衡状态 提示 当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时 我们就说此时杠杆处于平衡状态 但为了便于观察力臂 实验中使杠杆处于静止状态 参考答案 在力的作用下处于静止状态或匀速转动 2 猜想与假设 结合预习和日常生活经验 猜想影响杠杆平衡条件的因素有哪些 参考答案 动力 动力臂 阻力 阻力臂 3 实验设计 如图所示 1 调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在不挂钩码时 在位置达到平衡状态 2 在杠杆两端距离支点不同位置挂上数量的钩码 移动钩码的位置 使杠杆重新在位置平衡 3 记录钩码的重力 测出两力臂 记入表格 4 分别改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置 多测几次数据 参考答案 1 水平 2 不同水平 4 实验数据及分析 分析表格中数据可得出杠杆的平衡条件是 提示 可以通过对表格中的数据进行加 减 乘 除等运算来找出数据之间的关系 会发现动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 参考答案 F1l1 F2l2 5 交流与评估 1 实验前 如何调节平衡螺母使其在水平方向平衡 提示 调节杠杆两端的平衡螺母 按照 左偏 沉 右旋 右偏 沉 左旋 的原则 参考答案 左偏 沉 右旋 右偏 沉 左旋 2 在实验前 为什么要调节杠杆使其在水平位置平衡 提示 使杠杆的重心落在支点上 从而消除杠杆自身重力对平衡的影响 为了更方便地测量力臂 这时的力臂可以从杠杆上的刻度直接读出 杠杆在倾斜位置平衡也可以得出杠杆的平衡条件 只是测力臂时比较麻烦 参考答案 消除杠杆自身重力的影响 便于从杠杆上直接读出力臂 3 在实验过程中挂上钩码后 还可以再调节平衡螺母吗 提示 不可以 实验过程中 只能通过增减两侧的钩码和移动钩码的位置来调节杠杆的平衡 参考答案 不可以 一 认识杠杆1 概念 在物理学中 在力的作用下能绕着 转动的硬棒 2 杠杆的五要素 1 支点 杠杆绕着转动的 2 动力 使杠杆 的力 3 阻力 杠杆转动的力 4 动力臂 从 到 的距离 5 阻力臂 从 到 的距离 固定点 固定点 转动 阻碍 支点 动力作用线 支点 阻力作用线 二 杠杆的平衡1 杠杆的平衡状态 杠杆在动力和阻力的作用下处于 状态 2 杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 即 静止 F1l1 F2l2 考点1力臂的画法 典例1 2013 南充中考 如图所示的水平杠杆中 O为支点 请画出图中力F1和F2的力臂L1和L2 思路导引 画力臂的四个步骤 精讲精析 本题考查力臂的画法 沿力F1和F2的方向画出两力的作用线 从支点O向力F1和F2的作用线作垂线段 在垂线段与力F1和F2的作用线相交处标上垂直符号 用大括号把力臂标出来 把力臂的名称写在大括号附近 答案 如图所示 方法归纳 力臂的画法 考点2探究杠杆的平衡条件 典例2 2012 莱芜中考 如图是小强探究 杠杆的平衡条件 的实验装置 1 实验前 将杠杆中点置于支架上 当杠杆平衡时 调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在不挂钩码时保持在位置平衡 这样做的好处是 2 在杠杆两端挂钩码 不断改变动力或动力臂的大小 调节阻力或阻力臂的大小 使杠杆在原来的位置重新平衡 记录数据如表 分析上表 用F1 F2 l1 l2分别表示动力 阻力 动力臂 阻力臂 则杠杆的平衡条件可表示为 3 杠杆在生活中有很多应用 现欲使如图所示的静止的跷跷板发生转动 小女孩可采取的做法是 思路导引 抓住两个关键点 关键点1 实验前 为便于测量力臂 应让杠杆在水平位置平衡 关键点2 要改变杠杆的平衡状态 可改变力或力臂 精讲精析 本题考查杠杆的平衡条件 1 在实验中 我们用钩码的重力充当动力和阻力 重力的方向总是竖直向下 所以当杠杆在水平位置平衡时 力臂正好在杠杆上 这样可以方便地测出力臂 2 分析表中4次数据后 可看出杠杆的平衡条件为F1l1 F2l2 3 根据杠杆的平衡条件 欲使静止的跷跷板发生转动 小女孩应向远离支点方向移动或小男孩向靠近支点方向移动 答案 1 水平便于从杠杆上直接测量出力臂 2 F1l1 F2l2 3 向远离支点方向移动 方法归纳 探究杠杆平衡条件的两点注意 1 杠杆的动力和阻力是可以任意规定的 力的大小等于钩码的重力 2 杠杆两端的平衡螺母只有在调节杠杆自身平衡时使用 在实验过程中不可移动 1 下列关于杠杆的说法中正确的是 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 杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离 解析 选C 本题考查对杠杆概念的理解 杠杆不一定是直的 只要能绕着固定点转动的物体都可以看作是杠杆 杠杆可直可弯 A错 C正确 杠杆一定要有支点 B错 力臂是从支点到力的作用线的距离 是点到线的距离 而不是点到点的距离 故D错 2 2013 盐城中考 如图所示 保持杠杆在水平位置平衡 在其他条件不变的情况下 下列操作能使弹簧测力计示数变大的是 A 减少钩码的个数B 将钩码悬挂点的位置向右移C 保持拉力方向不变 将弹簧测力计向右移D 保持弹簧测力计悬挂点的位置不变 使其向右倾斜 解析 选D 本题考查杠杆平衡条件的实验探究 要使弹簧测力计的示数变大 可增加左边钩码的个数 A错误 将钩码挂点的位置向右移 相当于减小了钩码重力的力臂 弹簧测力计的示数应变小 B错误 保持拉力方向不变 将弹簧测力计向右移 增大了拉力的力臂 可减小拉力 C错误 保持弹簧测力计悬挂点的位置不变 使其向右倾斜 减小了拉力的力臂 可使测力计的示数变大 D正确 3 2013 潍坊中考 如图所示 活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆 它在动力F1和阻力F2的作用下处于平衡状态 则 A F1 OC F2 OAB F1 OD F2 OBC F1 OE F2 OAD F1 OE F2 OB 解析 选D 本题考查了对力臂及杠杆平衡条件的理解 动力臂是支点到动力作用线的距离 阻力臂是支点到阻力作用线的距离 根据动力臂和阻力臂的定义并结合题图可知 此时的动力臂是OE 阻力臂是OB 杠杆处于平衡状态 根据杠杆的平衡条件可知F1 OE F2 OB 4 一个阻力臂为动力臂4倍的杠杆 若该杠杆受到的阻力为20N 则当动力为N时 杠杆处于平衡状态 解析 本题考查杠杆的平衡条件 杠杆处于平衡状态时有F1l1 F2l2 又l2 4l1 所以就有F1 4F2 杠杆要处于平衡状态 则需要动力F1 80N 答案 80 5 市政府实行的 绿色早餐工程 采用了如图所示的推车供应早餐 餐点均匀摆放在餐车内 当售货员将推车前轮推到路沿A时 售货员向下按扶把 这时推车可以视为杠杆 支点是 选填 前轮 或 后轮 当后轮遇到路沿时 售货员向上提扶把 这时支点是 选填 前轮 或 后轮 解析 本题考查杠杆的五要素 当售货员将推车前轮推到路沿A时 售货员向下按扶把 这时推车可以视为杠杆 车体是绕后轮转动的 故此时支点是后轮 当后轮遇到路沿时 售货员向上提扶把 这时车体是绕前轮转动的 故支点是前轮 答案 后轮前轮 6 2013 泉州中考 如图所示 画出力F的力臂L 解析 本题考查力臂的画法 力臂是支点到力的作用线的距离 确定支点O后 从支点O向动力F的作用线画垂线段 垂线段与力F不能直接相交时 可延长力所在线段 答案 7 2013 兰州中考 在探究 杠杆平衡条件 的实验中 若杠杆在使用前左高右低 要使它水平平衡 应将杠杆左端的平衡螺母向调节 某小组得到的两组实验数据如表所示 根据实验数据 可以得出的结论是 用文字或符号表述均可 解析 本题考查杠杆平衡条件的探究 杠杆平衡的原则是与下沉端反方向调节平衡螺母 由表中数据可知F1L1 F2L2 答案 左F1L1 F2L2 8 在探究杠杆平衡条件的过程中 我们把支点放在质地均匀的杠杆中间 这样做的目的是 实验时 首先调节杠杆两端的平衡螺母 并使杠杆在水平位置平衡 这样做的好处是 同学们通过多次实验 得出以下数据 分析得出杠杆平衡条件是 请你应用杠杆平衡条件 把表格中的数据填写完整 小光同学实验时 在杠杆上挂了如图所示的两组钩码 若在不加减钩码的前提条件下 把左端的两个钩码向右移动个格 可使杠杆平衡 若在不移动钩码位置的前提条件下 采用两端同时减掉的方法 也可使杠杆平衡 杠杆上相邻刻线之间的距离相等 每个钩码的质量都相同 解析 本题考查杠杆平衡的探究 把支点放在质地均匀的杠杆中间 这样做的目的是避免杠杆自身重力对杠杆平衡的影响 调节杠杆两端的平衡螺母 并使杠杆在水平位置平衡 这样做的好处是便于测量力臂 杠杆平衡条件是F1l1 F2l2 根据杠杆的平衡条件可以求得第4次的F1 2N 若在不加减钩码的前提条件下 右端为三个钩码两个格 左端为两个钩码 目前在第4个格 应向右移动1个格到第3个格位置 可使杠杆平衡 当左端减掉1个钩码时 为1个钩码4个格 右端减掉1个钩码后为2个钩码2个格 正好可使杠杆平衡 答案 避免杠杆自身重力对杠杆平衡的影响 或使杠杆重心在支点上 杠杆重力作用线过支点 便于测量力臂F1l1 F2l2 或动力 动力臂 阻力 阻力臂 2 表格中的数据 11个钩码 找找