杠杆八年级物理下册同步备课系列

第十二章

简单机械同学们①因ppt使用高质量视频，故资源比较大，本ppt约80MB.②所用视频资源已全部内嵌在ppt中，不需另外下载.③本节ppt共有76张、3段视频，可根据需要选择点播.④本节ppt画面比例为宽屏16:9，使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放.视频资源清单说明：部分视频来源于网络，归原涉及问题，请及时联系我们删除。第十二章

简单机械第

节

杠杆1我们的各种各样的机械：提升重物的起重机，计时的钟表，甚至小小的瓶起子…现在，机械更进入了太空。2005年7月30日，美国宇航员罗宾逊就在机械臂的辅助下，对“发现号”航天飞机的隔热层进行了维修。各种各样的机械展现了人类的智慧。有的机械简单，有的机械复杂。不管机械多么复杂，都可以从中找到构成它们的基本元素——杆、轮、链条等。本章我们就从最简单的机械入手，了解它们是如何为人类服务的!学习内容第1节

杠杆01.

杠杆02.

杠杆的平衡条件03.

生活中的杠杆学习目标第1节

杠杆1

能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。2

通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件，能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。3

能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。目录导航第1节

杠杆01.

杠杆02.

杠杆的平衡条件03.

生活中的杠杆04.

课堂总结05.

动手动脑学物理06.

课堂练习课堂导入人类很早以前就学会使用杠杆了。壮丽辉煌的咸阳宫曾蔚然矗立于八百里秦川。司《史记》中有关于这座宫殿的描述。下图就是我们的祖先在建造宫殿时的情景。你知道他们利用木棒搬动巨大木料的原理是什么？课堂导入两千多年前古家、物理学家—这样的豪言壮语若给我一个立长的棒，我可以阿基米德了“杠杆”一、杠杆（lever）什么是杠杆一、杠杆1.（1）杠杆观察生活中使用的一些工具，这些工具在使用时，有什么共同特点?它们的共同特征是：受到力的作用、能绕某一点转动、是一根硬棒。什么是杠杆一、杠杆1.杠杆：

一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。固定点O固定点F1F2F1F2相当于两个杠杆杠杆的五要素一、杠杆2.（1）描述杠杆特征的“五要素”支点：杠杆绕着转动的点O.动力：使杠杆转动的力F1

.阻力：阻碍杠杆转动的力F2

.l2l1动力臂：从支点到动力作用线的距离l1

.阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2

.F1F2注意：“力的作用线”

是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。不是支点到作用点的距离。杠杆的五要素一、杠杆2.（2）透析杠杆五要素①支点一定在杠杆上；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变。②动力与阻力作用点都在杠杆上；分别使杠杆向相反方向转动，动力和阻力是相对的。③力臂支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离；力臂不一定在杠杆上（如图中l1）；若力的作用线过支点，则力臂为0。杠杆的五要素一、杠杆2.（3）力臂的画法第一步：先确定支点O和动力F1

、阻力F2的方向。如图所示。第二步：确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向（或反方向）分别画虚线，即为动力、阻力的作用线，如图所示。F1F2第三步：画出动力臂和阻力臂。由支点向力的作用线作垂线，从支点到垂足的距离就是力臂，并标明动力臂与阻力臂的符号“l

”“l

”，如图所示。l2l1F112F2视频欣赏——《杠杆与杠杆的五要素》一、杠杆跟踪练习一、杠杆【例题1】关于杠杆，下列说法中正确的是（

C

）A.杠杆一定是一根直的硬棒B.杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置C.力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上D.从支点到动力作用点的距离叫动力臂故选C.跟踪练习一、杠杆【例题2】如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。选项图能正确表示它工作示意图的是（

）Bꢀ解析见下页跟踪练习一、杠杆故选B.六、课堂练习【例题3】如图，硬棒OB能绕支点O转动，A处用绳子拉住固定在墙壁上，B处悬挂重物。请画出物体所受的重力G的力臂和拉力F的力臂，分别用

l

和l

表示。12二、杠杆的平衡条件1.

体验杠杆平衡（1）杠杆平衡二、杠杆的平衡条件当杠杆在动力和阻力作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。（2）体验杠杆平衡【想一想】前面学习过，如果作用在物体上的几个力相互平衡，物体就处于平衡状态（如二力平衡状态）。当杠杆在动力和阻力作用下静止时，与二力平衡的情况是不同的，那么，影响杠杆平衡的因素还有哪些呢?1.

体验杠杆平衡二、杠杆的平衡条件【实践体验】如图所示，将直尺调整到静止状态。改变放置物品的轻重及位置，再次调节使直尺处于静止状态。【分析论证】实验结果表明，直尺是否能够处于平衡状态，不仅与物品的轻重有关，还与物品的位置有关。1.

体验杠杆平衡二、杠杆的平衡条件（3）认识力臂的影响【提出问题】推动杠杆需要的动力与力臂的长短是否有关?【猜想】通过生活体验提出猜想。例如，推门时，推力作用的位置不同，作用的效果也不一样，越靠近门轴（C处）越费力。看来，推动杠杆需要的动力很可能与动力臂的长短有关。动力臂越长，需要的动力可能就越小。动力臂越短，需要的动力可能就越大。1.

体验杠杆平衡二、杠杆的平衡条件【检验】如图所示，用钩码和一只弹簧测力计进行实验。①先在垂直于杠杆的方向B处施力，待杠杆水平静止，记录弹簧测力计的示数和力臂的长短（从支点O到拉力作用线的距离）。②再逐渐改变测力计与杠杆的角度，在A处施力，待杠杆水平静止，记录弹簧测力计的示数和力臂的长短（从支点O到拉力作用线的距离）。比较两次实验数据可知：影响杠杆水平静止状态的不只是力的大小，还有力臂的长短。力臂长，力小；力臂短，力大。2.

探究杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件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？实验设计（1）杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力臂和阻力臂共同决定的。为了研究其平衡条件，可以在杠杆处于平衡状态时，分别测出动力F

、阻力F

、动力臂l

和阻力121臂l2，然后经过大量的数据对比，归纳出杠杆的平衡条件。2.

探究杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件（2）实验器材：杠杆一套、钩码多个、铁架台、弹簧测力计。（3）实验表格实验次数动力F1/N动力臂阻力F2/N阻力臂l1/cml2/cm1232.

探究杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件进行实验（1）把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。平衡螺母平衡螺母（2）在杠杆两边挂不同数量的钩码，把支点右边的钩码对杠杆的作用力当作动力F1，支点左边的钩码对杠杆的作用力当作阻力F2。调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡，将动力F

、阻力F

、动力臂L

、阻力臂121L2的实验数据填入表中。2.

探究杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件进行实验（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡，再做几次实验。2.

探究杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件进行实验（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F

、阻力F

、动力臂l

、阻F1l1

o121力臂l2记录在表格中。注意：F2弹簧测力计只有沿竖直方向施加力，才可以直接读出力臂。2.

探究杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件分析论证实验次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm12323410105121201520实验结果表明，动力臂越长，需要的力越小；动力臂越短，需要的力越大。二者之间是反比关系。实验结论2.

探究杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件交流与评估（1）杠杆在水平位置静止的目的是：一是使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响；二是便于直接读出力臂。（2）多次测量获得多组实验数据的目的是：避免偶然性，获得普遍性的结论。调节平衡螺母不能调节平衡螺母（3）在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，不能再调节平衡螺母。（4）读数时，杠杆仍要保持处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。2.

探究杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件（5）弹簧测力计一定沿竖直方向施加力。如图甲所示，弹簧测力计沿竖直方向施加力时，力臂l1=10cm，可以直接读出。如图乙所示，弹簧测力计不沿竖直方向施力，力臂为l

，

l

＜l

=10cm，不能直接从杠杆上读出。221l1l2甲乙视频演示——《探究杠杆的平衡条件》二、杠杆的平衡条件3.

杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件杠杆平衡时：动力×动力臂＝阻力×阻力臂这就是阿基米德发现的杠杆原理.公式表示：

F1

L1=F

L2

2作用在杠杆上两个力的大小与他们的力臂成反比.注意：①应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同（cm或m）。②杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。跟踪练习二、杠杆的平衡条件【例题4】如图所示，小明利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码（每个钩码重均为0.5N）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。平衡①实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆于ꢀꢀ（选填“平衡”或“不平衡”

）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应左ꢀ将平衡螺母向ꢀ

调节，这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响。②将杠杆调整好后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点2解析见下页挂ꢀꢀ个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。跟踪练习二、杠杆的平衡条件③如图丙所示，小明用弹簧测力计替代钩码，先在B点竖直向下拉使杠杆平衡，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐__变__大__（选填“变大”或“变拉力力臂变小小”），原因是_________________。④在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是：____C（填序号）。A.使测量数据更准确B.多次测量取平均值减小误差C.避免偶然性，使实验结论具有普遍性解析见下页跟踪练习二、杠杆的平衡条件跟踪练习二、杠杆的平衡条件【例题5】在杭州动物园内，一位利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如图）。测量时用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆。测得吊车吊钩的悬点距弹簧测力计一端9m，距系铁笼处6cm，当槽钢处于平衡状态时弹簧测力计的读数为200N。若不计槽钢和铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。解析见下页跟踪练习二、杠杆的平衡条件三、生活中的杠杆1.

生活中的杠杆三、生活中的杠杆【想一想】如图甲所示，是利用撬棒撬石头时的情景，请仔细观察它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？如图乙所示，是利用食品夹时的情景，请仔细观察它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用它们某省市力？还是费力呢？1.

生活中的杠杆三、生活中的杠杆【分析】根据杠杆的平衡条件进行分析：如图所示，人的动力为F

，动力臂为l

，阻力为F

，阻力臂为l

。1122根据杠杆的平衡条件：F1

L1=F

L2

2①若l

＞l

，则F＜F省力杠杆等臂杠杆1212＝1②若l

=l

，则F

F122＞费力杠杆③若l

＜l

，则F

F1212提示：判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。某省市力杠杆三、生活中的杠杆某省市力杠杆的特点动力臂

l

大于阻力臂某省市力费距离某省市力杠杆时，动力12作用点某著名企业的距离AAʹ大于阻力作用点阻力某著名企业的距离BBʹ

，即费距离。F1l2l1F2某省市力杠杆三、生活中的杠杆某省市力杠杆的实例分析如图甲所示是钢丝钳，可以看做是两个杠杆的组合。其中O是支点，A点是动力的作用点，B点是阻力作用点。因为动力臂l

大于阻力臂l

，某省市力杠杆。12某省市力杠杆三、生活中的杠杆（3）生活中某省市力杠杆这类杠杆的共同特点是动力臂l1大于阻力臂l2，所以使用某省市力杠杆。裁纸刀独轮车羊角锤3.

费力杠杆三、生活中的杠杆如甲图所示，赛艇的船桨也是一种杠杆，乙图是船桨的杠杆模型。划船时船桨绕着O点转动，所以O点即为支点；手的作用力F

为动力，作用点为A点；水对船桨的力F

为阻力；因为动力臂12l

小于阻力臂l

，所以是费力杠杆，但划船时手只要某著名企业较小的12距离就能使桨在水某著名企业较大的距离。甲乙丙3.

费力杠杆三、生活中的杠杆（1）费力杠杆的特点动力臂l

小于阻力臂l

，动力F

大于阻力F

；使用时，动力作1212用点某著名企业的距离小于阻力作用点阻力某著名企业的距某省市距离。3.

费力杠杆三、生活中的杠杆（2）费力杠杆的实例分析筷子：在使用筷子时，筷子绕着C点转动，所以C点即为支点；手的作用力F1为动力，其方向与筷子垂直，作用点为B点；物体对筷子的力F

为阻力，作用在A点；因为动力臂l

小于阻力臂l

，212所以是费力杠杆。3.

费力杠杆三、生活中的杠杆（3）生活中的一些费力杠杆这类杠杆的共同特点是动力臂l

小于阻力臂l

，12所以使用时都是费力杠杆。起重机举起重物镊子扫把4.

等臂杠杆三、生活中的杠杆（1）等臂杠杆的特点动力臂l

等于阻力臂l

，动力F

等于阻力F某省市力也不费力，1212不省距离也不费距离。使用时，动力作用点某著名企业的距离等于作用点阻力某著名企业的距离。4.

等臂杠杆三、生活中的杠杆（2）生活中的一些等臂杠杆这类杠杆的共同特点是动力臂l

等于阻力臂l

，12所以使用时动力与阻力相等，动力与阻力某著名企业的距离也相等。定滑轮跷跷板托盘天平5.总结——杠杆的分类三、生活中的杠杆杠杆分类

力臂关系力的大小关系省费距离情况费距离l动＞l阻l动＜l阻l

=l省力杠杆费力杠杆等臂杠杆＜F

F动阻＞F阻省距离F动不省距离也不费距离F

=F动

阻动阻视频讲解——《寻找生活中杠杆的应用》跟踪练习【例题6】在如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（ꢀBꢀ）A.瓶盖起子B.食品夹C.起钉锤D.核桃夹B．支点在夹子两壁连接处，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；所以选B.跟踪练习【例题7】撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是（ꢀꢀ）BA．此时撬棒为等臂杠杆B．应用此撬棒的主要某省市力C．力F的作用点靠近O某省市力D．应用此撬棒的主要某省市距离解析见下页跟踪练习二、杠杆的平衡条件所以选B.四、课堂总结三、课堂总结杠杆定义

在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒.①支点：杠杆可以绕其转动的点0.②动力：使杠杆转动的力F1

（人施加的力）.③阻力：阻碍杠杆转动的力F2

（物体施加的力）.五要素杠④动力臂：从支点到动力作用线的距离l1.⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2.杆①平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时.②平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂

F

l

＝F

l

ꢀ杠杆平衡杠杆分类1

12

2①省力杠杆：l

＞l

F

＜某省市力，费距离.12，

12②费力杠杆：l

＜l

F

＞F

，某省市距离.12，

12③等臂杠杆：l

=l

F

=F某省市力，也不费距离.1

2，

12五、动手动脑学物理五、动手动脑学物理1.各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。在图中，某省市力杠杆，哪些是费力杠杆?要剪断铁片，应该使用哪种剪刀?剪纸时应该使用哪种剪刀?修剪树枝时应使用哪种剪刀?为什么?五、动手动脑学物理2．在图中分别画出钳子、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。F2F1l2oF1oF2l1l1l2五、动手动脑学物理3.

图为指甲剪的示意图，它有几个杠杆?某省市力杠杆，还是费力杠杆?O'撬棒镊子杠杆五、动手动脑学物理4．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?六、课堂练习六、课堂练习1.

如图所示，O点为杠杆支点，在杠杆右端施加力F，某同学画出力F的力臂l，其中正确的是（ꢀAꢀ）ABCD六、课堂练习2.

如图甲所示，杠杆保持静止，O为支点，请画出动力F1的力臂L

和阻力

F

的示意图。

如图乙所示，请在图中画出力F

的力臂L121及杠杆所受阻力F2的示意图。甲乙过物体对杠杆的拉力即杠杆所受阻力F2，作用点在杠杆上，方向竖直向下，由图知支点是O，从O点向动力F1的作用线作垂线，即为动力臂L。如图所示。六、课堂练习Cꢀ3.

下列工具正常使用时，属于费力杠杆的是（ꢀꢀ）A．开瓶器

B．核桃夹

C．镊子D．羊角锤ABCDA．所以选C.六、课堂练习4.如图甲所示是生活中常用的夹子，拇指对夹子施加压力F1使夹＜子缓慢，夹子上的钢丝对夹子的弹力为F2，则F1F2（填“＞”、“＝”或“＜”），此时夹子是

某省市力”“费力”省力或“等臂”）杠杆；如图乙所示，用夹子夹住木块，夹子上A点受到向上木块的作用力F3