八年級物理（第十二章 簡單機(jī)械）第1節(jié) 杠 桿（人教版 學(xué)習(xí)、上課課件）

12.1杠桿第十二章簡單機(jī)械逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升課時(shí)講解1課時(shí)流程2杠桿杠桿平衡條件生活中的杠桿知識點(diǎn)杠桿知1－講11.

定義一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿。物理思想：杠桿是從具有復(fù)雜外形的機(jī)械中抽象出來的理想模型，其本質(zhì)是一根可以繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒。前面學(xué)習(xí)的連通器也是一個(gè)理想模型。知1－講2.

杠桿的五要素五要素物理含義圖示支點(diǎn)(O)杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點(diǎn)動力(F1)使杠桿轉(zhuǎn)動的力阻力(F2)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力動力臂(l1)從支點(diǎn)到動力作用線的距離阻力臂(l2)從支點(diǎn)到阻力作用線的距離知1－講3.

杠桿五要素的理解(1)杠桿的支點(diǎn)一定在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿的中間某點(diǎn)。用同一根硬棒做杠桿，使用方法不同，支點(diǎn)位置可能不同，如圖1甲、乙所示。知1－講(2)作用在杠桿上的動力和阻力是相對而言的，可根據(jù)人們的需要來確定，動力和阻力的方向不一定相反，但動力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動的方向一定是相反的，如圖1所示。(圖中v表示力使杠桿轉(zhuǎn)動的方向)知1－講深度理解：1.杠桿在力的作用下，是繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，而不是整體向某個(gè)方向運(yùn)動(平動)。2.杠桿可以是直的，也可以是彎的，但必須是硬的，即在力的作用下，不發(fā)生或基本不發(fā)生形變。知1－講(3)力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，即力臂是點(diǎn)到線的距離，不是點(diǎn)到點(diǎn)的距離。(4)力臂可以在杠桿上，也可以不在杠桿上。(5)如果力的作用線恰好通過支點(diǎn)，則其力臂為零，此時(shí)這個(gè)力不能使杠桿轉(zhuǎn)動。(6)力臂的三種表示方法(圖2)：知1－講特別提示:支點(diǎn)位置與動力方向、阻力方向的關(guān)系：當(dāng)支點(diǎn)在杠桿的一端時(shí)，動力和阻力的方向大致相反；當(dāng)支點(diǎn)在動力和阻力的作用點(diǎn)之間時(shí)，動力和阻力的方向大致相同。知1－練例1[中考·廣安]如圖3所示是人走路的情形，可將人的腳視為一根杠桿。請?jiān)趫D中畫出動力F

的力臂l。解：如圖4所示。知1－練解題秘方：畫力臂相當(dāng)于作“點(diǎn)”到“線”的距離。力臂的畫法：(1)確定支點(diǎn)——假設(shè)杠桿轉(zhuǎn)動，杠桿上相對靜止的點(diǎn)就是支點(diǎn)；(2)確定動力和阻力的作用線——分別從動力作用點(diǎn)、阻力作用點(diǎn)沿各自力的方向(或反方向)畫線即可得到；(3)畫出動力臂和阻力臂——從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足間的距離為力臂。知1－練解析：由支點(diǎn)O

向力F

的作用線作垂線，則垂線段的長度為力F的力臂l。知1－練1-1.[中考·福建]在圖5中畫出使用鍘刀時(shí)動力F的力臂l。解：如圖所示。知2－講知識點(diǎn)杠桿平衡條件21.

杠桿平衡當(dāng)杠桿在動力和阻力作用下靜止時(shí)，我們就說杠桿平衡了。杠桿平衡包含靜止和勻速轉(zhuǎn)動兩種狀態(tài)。知2－講2.

探究杠桿平衡條件(1)實(shí)驗(yàn)步驟：①首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)。知2－講②在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡，如圖6所示，這時(shí)杠桿兩側(cè)受到的作用力等于各自鉤碼所受的重力。知2－講③設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施加的力為動力F1，左側(cè)鉤碼對杠桿施加的力為阻力F2；測出杠桿平衡時(shí)的動力臂l1

和阻力臂l2；把F1、l1、F2、l2的數(shù)值填入表格中。④改變F1

或l1

的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)F2和l2，再做幾次實(shí)驗(yàn)，并將得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中。知2－講實(shí)驗(yàn)次序動力F1/N動力臂l1/cm動力×動力臂(/N·cm)阻力F2/N阻力臂l2/cm阻力×阻力臂/(N·cm)10.530151.0151521.020202.0102031.520303.01030知2－講(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)每次杠桿平衡時(shí)，動力、動力臂、阻力、阻力臂可能不一樣，但動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積，即動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1×l1=F2×l2)。知2－講3.

杠桿平衡條件(1)內(nèi)容：動力×動力臂=阻力×阻力臂。(2)字母表示：F1×l1=F2×l2

。(3)理解：不要誤認(rèn)為杠桿平衡條件是：動力×支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。當(dāng)F1l1=F2l2時(shí)，杠桿平衡；當(dāng)F1l1>F2l2時(shí)，杠桿朝動力F1的方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)F1l1<F2l2時(shí)，杠桿朝阻力F2的方向轉(zhuǎn)動。知2－講知識鏈接:1.實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡的目的：(1)讓杠桿的重心剛好和支點(diǎn)在同一豎直線上，使重力的力臂為零，以消除杠桿重力對實(shí)驗(yàn)的影響；(2)當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力臂恰好與杠桿在同一直線上，這樣就可以直接從杠桿上讀出力臂的數(shù)值。知2－講2.杠桿平衡的調(diào)節(jié)原則：將杠桿兩端的螺母向杠桿的翹起端調(diào)節(jié)。3.實(shí)驗(yàn)過程中，不能調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母。4.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通過改變鉤碼個(gè)數(shù)和鉤碼位置相結(jié)合的方式進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。知2－講5.實(shí)驗(yàn)中利用鉤碼而不用彈簧測力計(jì)拉杠桿的原因：(1)方便計(jì)算拉力：F

拉=G

鉤碼；(2)利用彈簧測力計(jì)拉杠桿時(shí)，不易控制拉力的方向始終是豎直向下的。知2－練[中考·貴港]在探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)中。例2知2－練解題秘方：試題屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題，可利用所學(xué)的知識和規(guī)律，對號入座，直接解答。知2－練(1)如圖7甲所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)該向_______(填“左”或“右”)移動右端的平衡螺母。解題秘方：如圖甲，杠桿的右端上翹，可以將左端或右端的平衡螺母向翹起端移動。右知2－練(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)只有10個(gè)相同的鉤碼，杠桿上每格等距，當(dāng)在A

點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼時(shí)，如圖乙所示，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡：①_________________；②________________。(請?jiān)O(shè)計(jì)兩種方案)在G處掛2個(gè)鉤碼在E處掛3個(gè)鉤碼知2－練解題秘方：設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿上每格長度為l，杠桿在水平位置平衡時(shí)：左邊有3G×4l=12Gl，右邊有2G×6l=3G×4l=4G×3l=6G×2l=12Gl，可見可以在G

處掛2個(gè)鉤碼，或在E處掛3個(gè)鉤碼，或在D處掛4個(gè)鉤碼，或在C

處掛6個(gè)鉤碼。知2－練(3)通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，可得出結(jié)論：杠桿平衡條件是____________________________。解題秘方：經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究得出杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂。動力×動力臂=阻力×阻力臂知2－練2-1.在探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，所用的器材有：每格長度相等的杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線、重力為0.5N的鉤碼若干個(gè)。知2－練(1)如圖8甲所示，杠桿處于平衡狀態(tài)。若從杠桿的兩側(cè)同時(shí)減掉一個(gè)鉤碼，那么杠桿的________(填“右”或“左”)端下沉。右知2－練(2)在圖乙中，將彈簧測力計(jì)由豎直方向旋轉(zhuǎn)至沿虛線方向，如果要繼續(xù)保持杠桿在水平方向靜止，彈簧測力計(jì)的示數(shù)要__________(填“變小”“不變”或“變大”)。變大知3－講知識點(diǎn)生活中的杠桿31.杠桿的分類根據(jù)動力臂和阻力臂的關(guān)系，可將杠桿分為三類：省力杠桿、等臂杠桿和費(fèi)力杠桿。知3－講2.

三類杠桿的比較省力杠桿等臂杠桿費(fèi)力杠桿示意圖力臂關(guān)系l1>l2l1=l2l1<l2力的關(guān)系F1<F2F1=F2F1>F2特點(diǎn)省力但費(fèi)距離不省力也不費(fèi)力，不省距離也不費(fèi)距離費(fèi)力但省距離應(yīng)用鋼絲鉗天平鑷子知3－講誤區(qū)警示:1.不要誤認(rèn)為費(fèi)力杠桿會費(fèi)力就沒有用處，人們使用費(fèi)力杠桿可以省距離，比如筷子、釣魚竿的使用。2.有些杠桿由于使用方法的不同，可能省力，也可能費(fèi)力，如使用如圖9所示的剪刀，若動力F1不變，被剪的物體置于a處時(shí)，剪刀是省力杠桿，被剪的物體置于b處時(shí)，剪刀是費(fèi)力杠桿。知3－練[中考·江西]如圖10所示，是小鷹用掃帚打掃地面衛(wèi)生的情景，此時(shí)掃帚屬于_______(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。例3費(fèi)力知3－練解題秘方：判斷杠桿類型的兩種方法：(1)根據(jù)動力臂l1和阻力臂l2的長短關(guān)系判斷；(2)根據(jù)應(yīng)用目的和效果判斷：省力杠桿一般在阻力大的情況下使用，費(fèi)力杠桿一般在阻力小的情況下為了省距離而使用。知3－練解析：方法一：掃地時(shí)，掃帚相當(dāng)于一個(gè)杠桿，其示意圖如圖11所示，可見其屬于費(fèi)力杠桿。方法二：用掃帚掃地時(shí)，手移動較小的距離，可以掃過較大的面積，根據(jù)杠桿的特點(diǎn)知其屬于費(fèi)力杠桿。知3－練3-1.[中考·邵陽]某天，“生物”和“物理”兩位老師在一起進(jìn)行體育鍛煉?！吧铩崩蠋熒斐鼋〈T的手臂對“物理”老師說：“看，我能提起很重的物體哦(如圖12)！”“物理”老師豎起大拇指