寒假自習課 25春初中物理北師版八年級下冊上課課件 第九章 第一節(jié) 杠桿

第九章機械和功第一節(jié)

杠桿1學習目標2課時導入3感悟新知4隨堂檢測5課堂小結(jié)1.認識杠桿，通過課堂作圖分析，知道杠桿的特點即五要素2.通過實驗探究、現(xiàn)象分析，知道杠桿的平衡條件3.能夠運用杠桿平衡條件計算并解釋一些生活問題4.通過課堂探究、理論分析，能對杠桿進行分類，能夠辨析三類杠桿并分辨生活中常見物體的杠桿類型5.了解特殊杠桿——輪軸，和我國古代對杠桿原理的應用真的嗎？只要給我一個支點，我就可以移動地球?！⒒椎掠^察兩幅圖知識點杠桿的特點1實際生產(chǎn)生活中有各種不同的剪刀，這些剪刀在結(jié)構(gòu)上有什么不同？適用的場合有什么不同？這些不同的背后蘊含著什么物理道理？知識點杠桿的特點1軸承撬棍羊角錘開瓶器想一想，它們在使用中有什么共同特點?知識點杠桿的特點1定義：我們把這種利用直桿或曲桿，在力的作用下繞桿上一固定點轉(zhuǎn)動的簡單機械叫作杠桿。共同特點:這幾種工具在使用過程中都是繞某一固定點轉(zhuǎn)動的。知識點杠桿的特點1這個“繞桿上一固定點”的固定點叫支點，通常用O表示。杠桿的五要素:使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫動力，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫阻力。支點到動力作用線的距離叫動力臂，支點到阻力作用線的距離叫阻力臂。知識點杠桿的特點1用硬棒撬石頭的示意圖:硬棒就是一個杠桿，其中O為支點，F(xiàn)1為動力，L1為動力臂，F(xiàn)2為阻力，L2為阻力臂。知識點杠桿的特點1生活中常見杠桿:船槳知識點杠桿的特點1討論分析此圖杠桿的要素生活中常見杠桿:知識點杠桿五要素2生活中常見杠桿:歸納根據(jù)前面幾幅圖分析杠桿的支點所在位置有兩種情況：1.在兩力之間2.在兩力之外知識點杠桿作圖（重難點）11，找支點。2，分析阻力和動力，并沿力的方向畫出力的作用線。動力Ｆ１支點O動力臂L13，從支點向力的作用線作垂線段，即為對應力的力臂。阻力Ｆ2阻力臂L2杠桿的特點知識點杠桿的平衡條件21.實驗猜想：杠桿的平衡條件與什么有關？動力，阻力，動力臂，阻力臂。2.實驗器材：杠桿、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺等。實驗：探究杠桿的平衡條件一、制定方案知識點杠桿的平衡條件2甲，杠桿在水平位置平衡，便于在杠桿上直接讀出力臂的大小。一、制定方案3.實驗裝置：思考實驗裝置使用甲還是乙，理由是什么？知識點杠桿的平衡條件2（1）實驗前，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。一、制定方案4.實驗操作：哪一端高，平衡螺母就向哪一端調(diào)。即杠桿右端高，平衡螺母向右調(diào)；左端高，平衡螺母向左調(diào)。調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡的目的：消除杠桿自重對杠桿平衡的影響。知識點杠桿的平衡條件2（2）在杠桿的兩側(cè)分別掛上一串一定數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)其位置，讓杠桿再次水平平衡。一、制定方案4.實驗操作：討論：看圖彈簧測力計討論我們應使用哪種方式拉動，說明理由。提示：掛鉤碼后，不能再動平衡螺母第一種。便于直接讀取力臂大小，只有杠桿水平位置平衡且彈簧測力計豎直向下拉，力臂正好在杠桿上。知識點杠桿的平衡條件2（3）然后通過增減鉤碼的數(shù)量，或用彈簧測力計替換其中一串鉤碼拉杠桿，改變動力或動力臂的大小，并隨之調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡。一、制定方案4.實驗操作：使用控制變量法多次進行實驗。目的：避免實驗的偶然性，得出普遍性規(guī)律。知識點杠桿的平衡條件2實驗表格：二、收集證據(jù)實驗序號動力F1/N動力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m123322436233232…4334知識點杠桿的平衡條件2實驗結(jié)論：三、分析與論證由實驗數(shù)據(jù)對動力動力臂阻力阻力臂進行定量分析得：F1l1＝F2l2結(jié)論：杠桿的平衡條件:動力×動力臂＝阻力×阻力臂提示：利用此公式計算時，力和力臂的單位各自要統(tǒng)一。

練1

圖甲是某實驗小組探究“杠桿的平衡條件”的實驗裝置。

（1）掛鉤碼前，杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于______（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)；要想使杠桿在水平位置平衡，接下來應將杠桿兩端的螺母向______（選填“左”或“右”）側(cè)調(diào)節(jié)；

（2）圖乙是一個平衡的杠桿，此時調(diào)節(jié)杠桿在水平方向平衡的目的是________________。此時若推動右側(cè)鉤碼的懸線（如圖丙所示），就會發(fā)現(xiàn)杠桿______（選填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）；平衡便于測量力臂的長度左左端下沉

練1

（3）小組中有的同學采用在圖乙右端用彈簧測力計代替鉤碼，將測力計豎直向下拉的方法進行實驗，這樣做的好處是______________________；

（4）在探究過程中，需要進行多次實驗的目的是_____________________；通過實驗，得出杠桿平衡條件是__________________；

（5）某同學提出，若支點不在杠桿的中點，杠桿的平衡條件是否仍然成立？于是該小組利用圖丁所示的裝置進行探究，以彈簧測力計的拉力為動力F1，鉤碼對繩子拉力為阻力F2，多次改變動力作用點的位置進行實驗發(fā)現(xiàn)：當杠桿水平平衡時，F(xiàn)1l1______F2l2，其原因可能是______________________。彈簧測力計測量拉力更加精確，直觀簡單得到普遍規(guī)律，避免偶然性F1l1＝F2l2＞杠桿自重產(chǎn)生的影響

練21增大如圖所示，小明正在做俯臥撐，把他的身體看作一個杠桿，O為支點，

A

為重心，他的體重為600N。求：

（1）動力臂L1；

（2）雙手支持力F。

練31.5m360N知識點杠桿分類3利用撬棒只要用較小的力就能撬動較重的物體，利用羊角錘只要用較小的力就能拔出釘子。這類杠桿是省力杠桿，它們的動力臂大于阻力臂，使用它們可以省力。特點：省力，費距離支點O知識點杠桿分類3劃船者需要用較大的力拉動槳柄才能使槳葉在水中劃動，但是劃船者的手移動較小的距離，就能使槳葉在水中移動較大的距離。特點：費力，省距離這類杠桿是費力杠桿，它們的動力臂小于阻力臂。知識點杠桿分類3動力臂等于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件可得，動力等于阻力，此類杠桿為等臂杠桿。F2F1阻力臂l2動力臂l1特點：等臂杠桿既不省力也不省距離，是為了改變力的方向總結(jié)類型特征特點實例省力杠桿l動＞l阻F1<F2省力費距離撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀等費力杠桿l動＜l阻F1>F2費力省距離縫紉機踏板、起重臂、人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚竿等等臂杠桿l動＝l阻F1＝F2不省力不省距離，改變力的方向天平、蹺蹺板等如圖所示，從杠桿的分類來說，食品夾屬于______杠桿，若需要夾起一個較滑且較重的食物，握夾子的手指應該距離食物更_____

（填“近”或“遠”）。

練1費力近練2費力省距離省力費距離練3請對下列器具應用的杠桿進行分類：省力杠桿費力杠桿生活中的物理人體中的部分杠桿科學窗輪軸輪軸也是一種常見的簡單機械，由具有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成。習慣把大輪叫輪，小輪叫軸。常見的汽車方向盤和閥門旋鈕都是輪軸類機械?？茖W窗輪軸輪軸可看作杠桿的變形，本質(zhì)上是一個可以連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿。轆轤是典型的輪軸，其中輪的半徑為R，軸的半徑為r。由杠桿平衡條件可知F1R=F2r，因為輪半徑R大于軸半徑r，所以作用在輪上的力F1總是小于作用在軸上的力F2。因此使用轆轤可以省力?？茖W窗輪軸生活中常見的輪軸：扳手水龍頭把手門把手皮卷尺搖把實踐活動自制戥子戥(děng)子是我國中藥店常用的一種稱量藥材質(zhì)量的工具。它由秤桿、秤盤和秤砣等組成。實踐活動自制戥子操作：試著用一根筷子或細竹棍作秤桿，一個螺母或其他重物作秤砣，一個硬紙盤或紙杯作秤盤，一段細線作提組，制作一把戥子。利用砝碼或已知質(zhì)量的物品標出秤桿上的刻度，并觀察刻度是否均勻。拓展閱讀我國古代的杠桿舂米的踏碓汲水的桔槔拓展閱讀我國古代的杠桿1981年，在長沙發(fā)掘出土了一套戰(zhàn)國時代的天平和砝碼。這架天平制作精細，大小跟我們現(xiàn)在做實驗用的天平差不多。在木質(zhì)橫梁的中點拴有絲線提紐，橫梁兩端各系一個銅盤，并配有9個規(guī)格不同的砝碼。從這架天平來看，當時的稱量已經(jīng)相當精確了。拓展閱讀我國古代的杠桿對于杠桿的原理，我國古代人民也進行了深入的研究。早在春秋戰(zhàn)國時期，墨子就對杠桿的原理做出了精辟的表述。他指出，稱重物時秤桿之所以會平衡，是因為“本”短“標”長。用現(xiàn)代的科學語言來說,“本”即為阻力臂,“標”即為動力臂，寫成力學公式就是動力×動力臂(“標”)=阻力×阻力臂(“本”)。1.如圖，重力為G的均勻硬棒懸于O點成豎直狀態(tài)，在下端施加一個水平向左的拉力讓棒勻速轉(zhuǎn)過θ角（θ＜90°）。在硬棒轉(zhuǎn)動的過程中動力大?。ǎ〢．一直不變B．逐漸變小C．逐漸變大D．無法確定C 2.骨骼、肌肉和關節(jié)等構(gòu)成了人體的運動系統(tǒng)，人體中最基本的運動大多是由肌肉牽引骨骼繞關節(jié)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的。下列關于人體中的杠桿說法正確的是（）A．圖甲：手托重物時，可視為省力杠桿B．圖甲：手托重物時，肱二頭肌對前臂的牽引力是阻力C．圖乙：踮腳時，可視為費力杠桿D．圖乙：向上踮腳的過程中，腓腸肌對足部骨骼的牽引力是動力D 3.我國民俗活動豐富多彩，在立夏時節(jié)，有的地方會給孩子稱體重，冀求孩子健康成