2025年春新滬科版物理八年級下冊課件 第十一章 簡單機(jī)械 第一節(jié) 探究：杠桿的平衡條件 第1課時(shí) 杠桿的平衡條件

第一節(jié)探究：杠桿的平衡條件滬科版·八年級物理1.杠桿的平衡條件第十一章簡單機(jī)械本節(jié)要點(diǎn)1.能完成“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)；2.能猜想杠桿平衡條件，并能通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想；3.知道杠桿是一種模型，并能分析生產(chǎn)生活中不同類別的杠桿；4.能體會(huì)我國古代在杠桿使用方面的智慧。以下是生活中常見的幾種工具：剪刀天平核桃鉗結(jié)合實(shí)際使用過程，它們有什么共同的特點(diǎn)嗎?它們都有一根能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒探究新知認(rèn)識(shí)杠桿知識(shí)點(diǎn)一筷子1.定義：物理學(xué)中，這種在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就稱為杠桿。杠桿2.特點(diǎn)：

①有力的作用②能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)③不易發(fā)生形變的硬棒點(diǎn)擊畫面播放硬棒不一定是直棒，也可以是彎的或其他形狀，如剪刀、羊角錘等。3.杠桿的五要素人們用棒撬動(dòng)石頭時(shí)，經(jīng)常用圖中的方式，這就利用了杠桿的原理。固定點(diǎn)F硬棒3.杠桿的五要素支點(diǎn)AOB動(dòng)力（F1）阻力（F2）動(dòng)力臂（l1）阻力臂（l2）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)（O）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F1）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F2）動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離（l1）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離（l2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)（O）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F2）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離（l1）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離（l2）①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；②力臂不一定在杠桿上；③若力的作用線過支點(diǎn)，則力臂為零。3.杠桿的五要素①找支點(diǎn)；②找力的作用線，即過力的作用點(diǎn)沿力的方向（或反方向）畫一條直線；③過支點(diǎn)作力的作用線的垂線段，標(biāo)上垂足；④用大括號(hào)或反向箭頭標(biāo)出支點(diǎn)到垂足間的線段，標(biāo)字母l1或l2，該線段就是力臂.4.力臂的畫法力臂的表示方法OF動(dòng)F阻l動(dòng)l阻例1

如圖所示，是一個(gè)Z形杠桿，請?jiān)趫D中畫出力F對支點(diǎn)O的力臂l。l實(shí)驗(yàn)：探究杠桿的平衡條件知識(shí)點(diǎn)二在使用杠桿中，杠桿的平衡狀態(tài)是一種非常重要的狀態(tài)。所謂平衡狀態(tài)杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或繞支點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)都叫平衡狀態(tài)。思考杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡？探究實(shí)驗(yàn)杠桿的平衡條件【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？【猜想假設(shè)】假設(shè)一：假設(shè)二：F1·l1=F2·l2【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.探究杠桿的平衡條件。2.學(xué)習(xí)如何分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證猜想?！ぁぁぁぁぁじ軛U、鐵架臺(tái)、鉤碼等。【實(shí)驗(yàn)器材】【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】利用下圖的實(shí)驗(yàn)裝置，通過改變支點(diǎn)兩邊懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)和懸掛位置，探究杠桿平衡時(shí)動(dòng)力、動(dòng)力臂和阻力、阻力臂之間的關(guān)系。所掛鉤碼不宜過多。小心操作，避免鉤碼摔落造成物品損壞。安全警示思考1.為什么支點(diǎn)要在杠桿的中點(diǎn)?3.掛鉤碼后，還可以調(diào)節(jié)平衡螺母嗎?2.實(shí)驗(yàn)前為什么要調(diào)節(jié)杠桿兩端平衡螺母?4.掛鉤碼后，為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡?【實(shí)驗(yàn)步驟】1.按圖裝配實(shí)驗(yàn)裝置。在掛上鉤碼前調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，將杠桿調(diào)節(jié)至水平位置平衡。2.在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)懸掛不同個(gè)數(shù)的鉤碼，它們對杠桿的作用力分別作為動(dòng)力F1、阻力F2。移動(dòng)鉤碼的懸掛位置，使杠桿在水平位置重新平衡，在自己設(shè)計(jì)的記錄表中記錄此時(shí)杠桿兩側(cè)所受作用力的大小、動(dòng)力臂l1和阻力臂l2

。3.改變動(dòng)力F1和動(dòng)力臂l1的大小，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并將數(shù)值記錄在記錄表中。【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.050.50.120.50.210.1310.151.50.1【分析論證】求出每次實(shí)驗(yàn)中力與力臂的乘積，第1次實(shí)驗(yàn)：________________________________第2次實(shí)驗(yàn)：________________________________第3次實(shí)驗(yàn)：________________________________

F1l1=1.0N×0.05m=0.5N×0.1m=

F2l2F1l1=0.5N×0.2m=1.0N×0.1m=

F2l2F1l1=1.0N×0.15m=1.5N×0.1m=

F2l2【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】杠桿的平衡條件為:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂即F1l1=F2l2.即：杠桿的平衡取決于力和力臂的乘積?！痉此冀涣鳌?.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論與猜想是否有差異?結(jié)論是否可靠？還有進(jìn)一步的改進(jìn)措施嗎?實(shí)驗(yàn)結(jié)論與猜想是相符合的。為使結(jié)論更加可靠，進(jìn)一步改進(jìn)的措施有：(1)仔細(xì)調(diào)整，使每次實(shí)驗(yàn)時(shí)杠桿都在水平位置平衡；(2)細(xì)心測量每個(gè)鉤碼的質(zhì)量，看與其標(biāo)明的質(zhì)量是否一致；(3)可以多測幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，避免實(shí)驗(yàn)的偶然性。2.實(shí)驗(yàn)中，如果杠桿不在水平位置平衡，動(dòng)力臂和阻力臂能否直接從杠桿上讀出?為什么?實(shí)驗(yàn)中，如果杠桿不在水平位置平衡，那么動(dòng)力臂與阻力臂都不在杠桿上，因此不能直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂?！痉此冀涣鳌坷?如圖是小蘭探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是()A.實(shí)驗(yàn)過程中使杠桿在水平位置平衡是為

了方便測量力臂B.多次實(shí)驗(yàn)是為了避免偶然性，得到普遍

規(guī)律C.要使杠桿在圖示位置平衡，需要在B點(diǎn)掛4個(gè)相同的鉤碼D.為了保持杠桿在水平位置平衡，在B點(diǎn)施

加力的方向由①位置到②位置的過程中，

所需施加的力大小不變D用力傳感器探究杠桿的平衡條件按圖裝配實(shí)驗(yàn)裝置。先調(diào)節(jié)杠桿水平，在杠桿一側(cè)懸掛鉤碼，另一側(cè)連接傳感器并使杠桿保持水平，記錄此時(shí)杠桿兩側(cè)所受作用力的大小及動(dòng)力臂和阻力臂。改變鉤碼或傳感器到杠桿支點(diǎn)的距離，重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。分析杠桿平衡時(shí)動(dòng)力、動(dòng)力臂和阻力、阻力臂之間的關(guān)系，總結(jié)杠桿的平衡條件。DIS實(shí)驗(yàn)室學(xué)科綜合桿秤桿秤是中國古代的一大發(fā)明，秤錘、秤桿分別叫“權(quán)”和“衡”，寓意做任何事情都要權(quán)衡輕重。桿秤作為稱量質(zhì)量的工具，使用已經(jīng)超過2000年，其工作原理正是杠桿平衡條件。桿秤的設(shè)計(jì)與制作涉及桿秤的發(fā)展歷史、制作工藝、材料選擇以及定標(biāo)的數(shù)值計(jì)算等知識(shí)。請大家查閱并整理資料，了解桿秤的發(fā)展歷程及對社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)；設(shè)計(jì)并制作一把兼具藝術(shù)性和實(shí)用性的桿秤。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測量質(zhì)量的工具也在不斷發(fā)展，桿秤已慢慢淡出了我們的生活。但是，物理天平、分析天平、超微量天平、電子汽車秤、電子吊秤等測量物體質(zhì)量的工具卻依然在我們生活中發(fā)揮著重要作用。請了解這些“新”工具，談?wù)勊鼈兌肌靶隆痹谀膬?點(diǎn)擊圖片觀看點(diǎn)擊圖片觀看隨堂練習(xí)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D2.下列杠桿平衡的是（桿重和摩擦力均不計(jì)）（）C3.如圖所示的杠桿處于水平平衡，若在杠桿兩邊的鉤碼下再加一個(gè)鉤碼（鉤碼的質(zhì)量都相同），杠桿將（）A.還繼續(xù)處于水平平衡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(yùn)動(dòng)狀態(tài)C4.找出下圖中動(dòng)力和阻力，并畫出杠桿力臂。OF1F2l1l2BAOFOBA圖1圖25.請畫出下圖中杠桿的力臂。l1l2l1l2課堂小結(jié)五要素平衡條件力臂的畫法杠桿