新人教版八年級物理下冊12.1-杠桿.ppt

12 1杠桿 拔圖釘 木板上釘了一枚圖釘 你能用手把它拔出來嗎 你能選用下圖中的工具把圖釘從木板中拔出來嗎 試試看 探究一 討論 下列工具工作時(shí)有什么共同特征 合作交流 共同特征 有力的作用 繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) 硬棒 硬棒可以是直的 也可以是彎曲的 即硬棒可以是各種各樣的形狀 一根硬棒 在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng) 這根硬棒就是杠桿 lever 定義 影響杠桿使用效果的因素 探究二 A 支點(diǎn) O B 動(dòng)力 F1 C 阻力 F2 D 動(dòng)力臂 l1 E 阻力臂 l2 杠桿的五要素 O F1 F2 動(dòng)力作用線 阻力作用線 注意 力的作用點(diǎn)一定在杠桿上 力的作用線 過力的作用點(diǎn)沿力的方向所畫的直線 觀察支點(diǎn) 力的作用點(diǎn)和力的方向任意一個(gè)因素的改變都可通過哪一個(gè)因素反映出來 合作交流 觀察支點(diǎn) 力的作用點(diǎn)和力的方向任意一個(gè)因素的改變都可通過哪一個(gè)因素反映出來 合作交流 觀察支點(diǎn) 力的作用點(diǎn)和力的方向任意一因素的改變都可通過哪一個(gè)因素反映出來 合作交流 力臂的改變 重點(diǎn)1 怎樣畫杠桿的力臂 畫杠桿力臂的方法 一找支點(diǎn)二畫線 力的作用線 三定距離 力臂的長 力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離 1 畫出起瓶器的動(dòng)力 動(dòng)力臂和阻力 阻力臂 課堂練習(xí) 2 指甲刀可以看成三個(gè)杠桿 請畫出OED部分的動(dòng)力 阻力示意圖 l1 F1 l2 F2 o F1 F2 F2 L1 L2 L1 L2 F1 F2 L2 L1 O O O F1 畫出杠桿的力臂 杠桿在動(dòng)力和阻力作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 我們就說杠桿平衡 一 杠桿平衡 討論 體重不同的兩人能不能讓蹺蹺板穩(wěn)定下來 問題 杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡呢 1 提出問題 杠桿平衡時(shí) 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系 2 猜想與假設(shè) 假設(shè)一 假設(shè)二 F1 L1 F2 L2 F1 L1 F2 L2 二 探究杠桿的平衡條件 杠桿 鉤碼 鐵架臺(tái) 彈簧測力計(jì) 4 器材 3 測量的物理量 力 力臂 二 探究杠桿的平衡條件 5 實(shí)驗(yàn)操作 1 調(diào)節(jié)平衡螺母 使杠桿在水平位置平衡 保證力臂沿杠桿 便于測量 消除杠桿自重對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 2 杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼 移動(dòng)鉤碼的位置 使杠桿水平平衡 將動(dòng)力F1 阻力F2 動(dòng)力臂l1 阻力臂l2記錄在表格中 3 改變阻力和阻力臂的大小 相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小 再做幾次實(shí)驗(yàn) 4 在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力 通過在其他位置上用彈簧測力計(jì)拉住杠桿的辦法使杠桿平衡 將動(dòng)力F1 阻力F2 動(dòng)力臂l1 阻力臂l2記錄在表格中 二 探究杠桿的平衡條件 尋找杠桿平衡的普遍性規(guī)律 避免結(jié)論的偶然性 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂即 杠桿的平衡取決于力和力臂的乘積 結(jié)論 杠桿的平衡條件 1 l1 3l2 F1是F2的 倍 2 F1 F2 2 5 l1 l2 3 l1 l2 4 3 F2 60N F1 4 F1 15N F2 75N l1 15cm l2 3 5 2 45N 3cm 課前熱身 在 研究杠桿的平衡條件 實(shí)驗(yàn)中 實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母 使杠桿在 位置平衡 這樣做是為了 若發(fā)現(xiàn)杠桿左端低 右端高 這時(shí)應(yīng)將兩端的螺母都向 移 杠桿的支點(diǎn)通過杠桿的重心 這樣做的目的是 實(shí)驗(yàn)中 我們是根據(jù)測得的數(shù)據(jù) 通過計(jì)算 才歸納出杠桿的平衡條件是 從杠桿上方便地讀出或測量出力臂 右 水平 使重力作用線通過支點(diǎn) 力臂為0 不影響杠桿平衡條件 動(dòng)力 動(dòng)力臂和阻力 阻力臂 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 F1L1 F2L2 例1 在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼 每個(gè)質(zhì)量相等 杠桿仍然平衡 如圖 則 左右力臂L1 L2 在兩邊鉤碼下同時(shí)加掛一個(gè)同樣的鉤碼 杠桿 填 能或不能 平衡 邊下降 例1 在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼 每個(gè)質(zhì)量相等 杠桿仍然平衡 如圖 則 若使杠桿再次平衡 可在 邊的鉤碼下再掛 個(gè)鉤碼 例1 在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼 每個(gè)質(zhì)量相等 杠桿仍然平衡 如圖 則 若使再次平衡的杠桿兩邊同時(shí)去掉一個(gè)鉤碼 則 邊將下降 極端判斷法 例1 在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼 每個(gè)質(zhì)量相等 杠桿仍然平衡 如圖 則 5 利用本裝置探究杠桿平衡條件時(shí)需要記錄多組數(shù)據(jù) 這樣做的目的是在于 2 作用在杠桿上的動(dòng)力是4牛 阻力是12牛 當(dāng)杠桿平衡時(shí) 動(dòng)力臂與阻力臂之比是 1 杠桿在動(dòng)力和阻力作用下已處于平衡狀態(tài) 采用下列辦法不能使杠桿繼續(xù)平衡的是 A 對杠桿再施加一個(gè)力 這個(gè)力的作用線通過支點(diǎn) B 對杠桿再施加一個(gè)力 使這個(gè)力作用在杠桿的中心 C 使動(dòng)力和阻力同時(shí)增大為原來的2倍 D 使動(dòng)力臂和阻力臂同時(shí)減小為原來的1 2倍 B 3 1 杠桿的平衡不是力的 平衡 而是 力與力臂的乘積的平衡 課堂練習(xí) 2 下列關(guān)于杠桿說法中 正確的是 A 杠桿只可以是直的B 杠桿的支點(diǎn)可以不在杠桿上C 杠桿的長度等于動(dòng)力臂和阻力臂之和D 使用杠桿一定省力 4 圖6 1 2 3 一根均勻銅絲 在中點(diǎn)處支住它剛好平衡 現(xiàn)將其右端從中對折起來 如圖所示 則杠桿A 仍平衡 B 左端下降 C 右端下降 D 無法判斷 請你做一做 4 04連云港 據(jù)報(bào)道 在杭州動(dòng)物園 一位物理老師用一只彈簧測力計(jì) 稱 出了一頭大象的質(zhì)量 如圖所示 他動(dòng)用了吊車 鐵籠和長為10m的硬棒作為輔助工具 吊車的吊鉤在棒上的固定處距彈簧測力計(jì)一端的距離為9m 距系鐵籠處的距離為9cm 當(dāng)棒處于水平平衡時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為200N 若不計(jì)棒及鐵籠的重 則該大象的質(zhì)量約為t g取10N kg 從這篇報(bào)道介紹的 稱象 事例及歷史上廣為人知的 曹沖稱象 故事 你有什么感受 答 F1 F2 動(dòng)力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2這是省力杠桿 省力杠桿 h S 4h 省力 費(fèi)距離 省力杠桿的特點(diǎn) 舉例生活中省力標(biāo)桿 4種以上 省力杠桿 F2 F1 動(dòng)力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2這是費(fèi)力杠桿 費(fèi)力杠桿 S h 4 h 費(fèi)力 省距離 費(fèi)力杠桿的特點(diǎn) 舉例 費(fèi)力杠桿 F2 F1 動(dòng)力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2這是等臂杠桿 不省力 也不省距離 等臂杠桿的特點(diǎn) 舉例 杠桿的分類 省力杠桿 費(fèi)力杠桿 等臂杠桿 特點(diǎn)應(yīng)用 特點(diǎn) 應(yīng)用 特點(diǎn) 應(yīng)用 三 杠桿的應(yīng)用 省力 費(fèi)距離 費(fèi)力 省距離 不省力 也不省距離 小結(jié) 省力杠桿的特點(diǎn)A動(dòng)力臂大于阻力臂B省力但是費(fèi)距離費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)A動(dòng)力臂小于阻力臂B費(fèi)力但是省距離等臂杠桿的特點(diǎn)A動(dòng)力臂等于阻力臂B不省力也不省距離 1 圖中的鍘刀 瓶蓋起子 手推車 鐵锨都屬于杠桿 其中費(fèi)力杠桿是 在下列工具中省力的是哪一組 A 鍘刀 汽車上的剎車閘 羊角錘起釘子 B 鑷子 釣魚桿 剪子 C 鍘刀 天平 釣魚桿 D 鑷子 汽車上的剎車閘 釣魚桿 練習(xí)一 A B C D A 練習(xí)二 下列說法中哪些是正確的 A 使用杠桿一定會(huì)省力 B 省力杠桿的動(dòng)力臂一定小于阻力臂 C 動(dòng)力臂是支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離 D 等臂杠桿不省力也不省距離 B C D 圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止 B端繩子的拉力F與A端重力G相比 A F G B F G C F G D 無法比較 練習(xí)三 提示 A B C D 圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止 B端繩子的拉力F與A端重力G相比 A F G B F G C F G D 無法比較 練習(xí)三 A B C D 先畫出力臂 再進(jìn)行判斷 2 下列杠桿中 哪一個(gè)與其它三個(gè)不屬于同類 A 正在撬道釘?shù)牡泪斍薆 正在拔鐵釘?shù)难蚪清NC 正在起瓶蓋的起子D 正在掀土的鐵锨 練習(xí) D 1 人體的前臂可視作 填 省力 或 費(fèi)力 杠桿 當(dāng)曲肘將重物舉起時(shí) 阻力臂大小將 填 增大 或 減小 O 費(fèi)力 減小 3 一根直桿可繞軸O轉(zhuǎn)動(dòng) 在直桿的中點(diǎn)掛一重物 在桿的另一端施加一個(gè)方向始終保持水平的力 如圖示 在力F使直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置的過程中 力F大小的變化情況應(yīng)是 A 一直在增大B 一直在減小C 先增大后減小D 先減小后增大 A 1 找出杠桿的五要素 2 判斷動(dòng)力臂L1 阻力臂L2的變化情況 3 由杠桿平衡條件 F1L1 F2L2 進(jìn)行分析 分析 4 如圖 O是杠桿的支點(diǎn) 為了提高重物G 用與杠桿始終垂直的力F使杠桿由豎直位置緩慢轉(zhuǎn)到水平位置 在這個(gè)過程中 A 杠桿始終是省力的 B 杠桿始終是費(fèi)力的 C 杠桿先是省力的 后是費(fèi)力的 D 杠桿先是費(fèi)力的后是省力的 C 分析 F始終垂直杠桿 L1保持 杠桿在緩慢提升過程中 L2逐漸 開始時(shí) L1 L2 是 最終狀態(tài) L1 L2 是 不變 增大 省力杠桿 費(fèi)力杠桿 L2 5 江蘇 如圖所示的工具中 使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是 課堂練習(xí) 6 如圖所示是腳踩式垃圾箱的示意圖 下列說法中正確的是 A 兩杠桿均為省力杠桿B 兩杠桿均為費(fèi)力杠桿C ABC為省力杠桿D A B C 為省力杠桿 C 課堂練習(xí) 課堂練習(xí) 7 例2 如圖所示杠桿 在A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F 當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí) F大小的變化情況是 A 大小不變B 由小變大C 先變大后變小D 先變小后變大 G 例2 如圖所示杠桿 在A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F 當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí) F大小的變化情況是 A 大小不變B 由小變大C 先變大后變小D 先變小后變大 例2 如圖所示杠桿 在A端施一個(gè)始終與杠桿垂直的力F 當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到虛線位置時(shí) F大小的變化情況是 A 大小不變B 由小變大C 先變大后變小D 先變小后變大 典型例題解析 例6 如圖6 1 11所示 一個(gè)直杠桿可繞軸O轉(zhuǎn)動(dòng) 在直桿的中點(diǎn)掛一重物 在桿的另一端施加一個(gè)方向始終保持水平的力F 將直桿從豎直位置慢慢抬起到水平位置過程中 力F大小的變化情況是 A 一直增大B 一直減小C 先增大后減小D 先減小后增大 A 圖6 1 11 練習(xí) 1 用剪刀剪疊得較厚的紙片時(shí) 用刀口中部比用刀口頭部去剪容易把紙剪斷 這是因?yàn)?A 增加了動(dòng)力B 增加了動(dòng)力臂C 減少了動(dòng)力D 減少了阻力臂 D 方法小結(jié) 在認(rèn)識(shí)杠桿的基礎(chǔ)上 重點(diǎn)理解力臂的概念 會(huì)畫杠桿的力臂 作力臂的一般程序是 確定支點(diǎn) 動(dòng)力和阻力 畫兩個(gè)力的作用線 必要時(shí)作用線可用虛線延長 從支點(diǎn)向兩力的作用線作垂線 標(biāo)明垂足 用大括號(hào)標(biāo)注出相應(yīng)的力臂 力臂可在杠桿上 也可不在杠桿上 通過支點(diǎn)的力臂為0 杠桿平衡是指杠桿在力的作用下保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài) 杠桿平衡時(shí)需滿足的條件是F1L1 F2L2 L1 L2分別是動(dòng)力臂和阻力臂 找準(zhǔn)力臂是解決杠桿平衡條件的關(guān)鍵 根據(jù)杠桿平衡條件可將杠桿進(jìn)行分類 當(dāng)L1 L2時(shí) F1 F2為省力杠桿 當(dāng)L1 L2時(shí) F1 F2為費(fèi)力杠桿 當(dāng)L1 L2時(shí) F1 F2為等臂杠桿 方法小結(jié) 滑輪可分為定滑輪和動(dòng)滑輪 它們都是變形杠桿 定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿 特點(diǎn)是不省力但可改變力的方向 動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂2倍的省力杠桿 特點(diǎn)是可省一半力 但不能改變力的方向 將定滑輪和動(dòng)滑輪組合起滑輪組既可省力又可改變力的方向 省力的特點(diǎn)是 F動(dòng) 距離特點(diǎn)是 S繩 nS物 在解決杠桿和滑輪問題時(shí) 經(jīng)常會(huì)與壓強(qiáng) 浮力 運(yùn)動(dòng)知識(shí)來聯(lián)系 要求學(xué)生平時(shí)訓(xùn)練中加強(qiáng)綜合分析能力的培養(yǎng) 課時(shí)訓(xùn)練 4 在下列機(jī)械中 羊角錘 釣魚竿 天平 鋼絲鉗 筷子 理發(fā)剪刀 普通剪刀 鐵匠剪刀 縫紉機(jī)的腳踏板 10 鍘草用的鍘刀 11 鑷子 12 鐵鍬 13 道釘撬 14 定滑輪 15 動(dòng)滑輪 它們中屬于省力杠桿的是屬于費(fèi)力杠桿的是 屬于等臂杠桿的是 10 13 15 11 12 14 生活 物理 社會(huì) 通過本節(jié)課大家學(xué)到了什么 一 杠桿及杠桿的五要素 二 杠桿的平衡條件 F1 L1 F2 L2 三 生活中的杠桿 1 兩個(gè)力作用在杠桿兩端使杠桿平衡 則 A 這兩個(gè)力的大小必須相等B 這兩個(gè)力的力臂長必須相等C 力臂較長的那個(gè)力比較大D 力臂較長的那個(gè)力比較小2 要使右圖杠桿保持平衡 最省力的方向是 課堂練習(xí) A B C D o D A 1 下列工具在正常使用中 屬于費(fèi)力杠桿的是