2025年春新北師大版物理八年級下冊課件 第九章 機械和功 第一節(jié) 杠桿

第九章機械和功第一節(jié)杠桿觀察與思考下列機械在使用中有什么共同的特點？都是繞工具上某一固定點轉動的學習目標認識杠桿，能分清杠桿的五要素。（重點）1通過實驗，探究杠桿的平衡條件。（重點）2知道杠桿的種類及其在生活中的應用。（重難點）3杠桿的特點杠桿的概念1.定義：我們把利用直桿或曲桿，在力的作用下繞桿上一

固定點轉動的簡單機械叫作杠桿。2.條件：①力的作用②繞固定點轉動③直桿或曲桿杠桿的特點3.杠桿五要素杠桿的概念（1）支點：繞著轉動的固定點（O）；（2）動力：驅使杠桿轉動的力（F1）；（3）阻力：阻礙杠桿轉動的力（F2）；（4）動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離L1;（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離L2。OF1F2L1L2(力的作用線：過力的作用點，沿力的方向的直線；是虛線，用則畫，不用不畫)F1、F2都是杠桿的受力杠桿的特點杠桿的概念4.力臂的作圖支點O動力臂L1阻力臂L2動力F1阻力F21.找出支點O；2.沿力的方向作出力的作用線；3.從支點向力的作用線作垂線段；4.標出相應的力臂符號。注意：若一個力作用在杠桿上，作用點不變，但作用方向改變，力臂也會發(fā)生改變。一找支點，二畫線，三畫距離，四標注。例活塞式抽水機是農村經常使用的取水設備，圖中AOB部分工作時可以看做杠桿，請你畫出垂直于杠桿的力F1的力臂及B點受到的阻力F2和其阻力臂L2。F2L2L1F1OAB練一練1.如圖所示，用瓶起子開啟瓶蓋時可以抽象為一個杠桿，如果不計自重，在圖中，能正確表示瓶起子工作示意圖的是（）ABCDBOF1F2OF1F2OF1F2OF2F1練一練2.畫出動力臂和阻力臂。AOF1F2AOF1F2L1L2小結支點(O)：杠桿繞著轉動的點。動力(F1)：促使杠桿轉動的力。阻力(F2)：阻礙杠桿轉動的力。動力臂(L1)：從支點到動力作用線的垂直距離。阻力臂(L2)：從支點到阻力作用線的垂直距離。(力的作用線：過力的作用點，沿力的方向的直線)杠桿的平衡條件【提出問題】當杠桿平衡時，動力、動力臂和阻力、阻力臂之間存在著怎樣的定量關系？【猜想假設】

假設一：假設二：F1·L1=F2·L2杠桿平衡：杠桿在動力和阻力作用下靜止或勻速轉動，稱為杠桿平衡。F1

=L1

F2

L2

【實驗器材】杠桿、鉤碼、彈簧測力計杠桿的平衡條件【實驗步驟】調節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。杠桿兩端掛上不同數量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂L1、阻力臂L2記錄在表格中。L2L1杠桿的平衡條件改變阻力和阻力臂的大小，相應調節(jié)動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。在杠桿的一側掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂L1、阻力臂L2記錄在表格中?！緦嶒灢襟E】L2L1杠桿的平衡條件【記錄和分析數據】實驗序號動力F1

/N動力臂L1/m阻力F2

/N阻力臂L2

/m1234561.01.51.51.01.50.50.51.01.00.50.050.050.100.150.050.100.150.150.150.15杠桿的平衡條件演示：杠桿的平衡條件杠桿平衡時，動力F1與動力臂L1的乘積，等于阻力F2與阻力臂L2的乘積，即結論：F1·L1=F2·L2杠桿的平衡條件【討論交流】1.實驗前為什么要調節(jié)杠桿使其在水平位置平衡？2.實驗后為什么要調節(jié)杠桿使其在水平位置平衡？消除杠桿自重對實驗結果的影響。便于測量力臂L2L1例一位物理老師利用杠桿定理，僅用小小的彈簧測力計就測出了一頭大象的質量（如右圖）。測量是利用了一根長度為10m的槽鋼作為杠桿。吊鉤固定點O為支點。彈簧測力計示數F1為200N。測得動力臂L1為9m，阻力臂L2為6cm。若不計槽鋼和鐵籠的質量，請你估算大象的質量。(g取10N/kg)例L1=9mL2=6cmF1=200NF2由F1L1＝F2L2得：解：F2=F1L1L2=3×104Nm=F2g=10N/kg3×104N=3×103kg=3t=200N×9m0.06m練一練如圖所示，杠桿處于水平位置平衡。若將兩邊所掛的鉤碼各減去一個，杠桿將（）A．仍繼續(xù)保持水平平衡 B．右端上升，左端下降 C．右端下降，左端上升 D．無法確定杠桿的運動狀態(tài)C使用這三種杠桿的目的相同嗎？托盤天平老虎鉗釣魚竿杠桿的平衡條件生活中的杠桿杠桿的平衡條件生活中的杠桿活動：請每個小組3名同學每人畫一個圖，標出圖中杠桿的支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂。F2F1L2L1F1F2L1L2F1F2L2L1OOO杠桿的平衡條件省力杠桿動力臂大于阻力臂，動力小于阻力，是省力杠桿。F1F2動力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1＞L2

∴F1＜F2杠桿的平衡條件省力杠桿在生活中，你還發(fā)現了哪些工具是省力杠桿？

使用省力杠桿，雖然省了力，但卻費了動力作用點移動的距離。杠桿的平衡條件費力杠桿F2F1動力臂L1阻力臂L2O由

F1L1=F2L2∵L1＜L2∴F1＞F2動力臂小于阻力臂，動力大于阻力，是費力杠桿。杠桿的平衡條件費力杠桿在生活中，你還發(fā)現了哪些工具是費力杠桿？

使用費力杠桿，雖然費了力，但卻省了動力作用點移動的距離。杠桿的平衡條件等臂杠桿動力臂等于阻力臂，動力等于阻力，是等臂杠桿。托盤天平物理天平小結類型示意圖力臂的大小關系力的大小關系特點應用省力杠桿費力杠桿等臂杠桿L1＞L2L1＜L2L1＝L2F1＜F2

F1＞F2

F1＝F2費力但省距離省力但費距離既不省力也不省距離，既不費力也不費距離撬棒、瓶蓋起子、鋼絲鉗、羊角錘等鑷子、釣魚竿、理發(fā)剪刀等天平杠桿的平衡條件輪軸輪軸可以看做是杠桿的變形在實際應用中，為了方便或節(jié)約材料，常用桿狀物來代替大輪，如扳手、釣魚竿上(或放風箏)用的收線器的搖把等。如圖轆轤就是典型的輪軸組成：實質：應用：輪軸由具有共同轉動軸的大輪和小輪組成，習慣上把大輪叫輪，小輪叫軸。杠桿的平衡條件杠桿的應用m物gLAO＝m砣gLOBF1L1＝F2L2m物＝m砣LOB/LAOm物與OB成正比【原理】桿秤OAB杠桿的平衡條件杠桿的應用桔槔（jiegao）俗稱“吊桿”“稱桿”，古代漢族農用工具。是一種原始的汲水工具。商代在農業(yè)灌溉方面，開始采用桔槔。練一練下列工具在正常使用中，屬于費力杠桿的是（）A．啟瓶器B．切紙鍘刀C．食品夾D．羊角錘C課堂小結課堂小結杠桿的應用省力杠桿L1

＞L2，F1＜

F2費力杠桿等臂杠桿L1＜L2

，F1＞F2L1

=L2

，F1=F2輪軸隨堂訓練1．如圖所示，我們在拖動行李箱時，一般先拉出行李箱上方的拉桿，從杠桿的角度分析，這樣做的目的是為了（）A．增大動力臂 B．減小阻力臂 C．增大動力 D．減小阻力A隨堂訓練2．如圖所示，輕桿AB可以繞O點轉動，在A點用細線懸掛一重物，在B點施加一豎直向下的動力，使杠桿在水平位置保持平衡?，F將動力的方向改為沿虛線方向，若仍使杠桿在水平位置保持平衡，則（）A．動力臂增大，動力增大 B．動力臂增大，動力減小 C．動力臂減小，動力減小 D．動力臂減小，動力增大DOAB隨堂訓練3.畫出圖中杠桿各力的力臂。F1F2L1L2F1F2L1OL2O隨堂訓練4．在一些建設施工工地上，可以看見各種大型的起重機。如圖所示是一種起重機的簡易圖，為了保證起重機在起重時不會翻倒，起重機右邊配有一個重物M?，F測得重物M的質量為4t，AB為10m，BC為4m，CD為1m。（g取10N/kg）問：該起重機可起吊的最大物重為多少？（起重機本身的重不計）隨堂訓練

答：該起重機可起吊的最大物重為2×104N。隨堂訓練D5．各式各樣的剪刀都是一對對杠桿，下列剪刀，最省力的是（）ABCD隨堂訓練6．如圖所示，重力為G的均勻木棒豎直懸于O點，在其下增施一始終垂直于木棒的拉力F，讓木棒勻速轉到圖中虛線所示位置，在轉動的過程中（）A．動力臂逐漸變大 B．阻力臂逐漸變小 C．動力F保持不變 D．動力F逐漸增大D隨堂訓練7．如圖，在B點施加一個最小力F1，使杠桿在此位置平衡，請畫出最小力F1的示意圖，并標出阻力臂L2。ABOF1F2L1L2隨堂訓練8．小明用輕質木桿自制了“腳踏式杠桿”，借助杠桿按動宿舍樓大門的開門按鈕，如圖所示，已知OB＝60cm、AB＝80cm、OC＝15cm，當小明在C點用腳給杠