物理－《杠桿》教學(xué)課件 2024-2025學(xué)年人教版物理八年級(jí)下學(xué)期

人教版初中物理第十二章第一節(jié)杠

桿能識(shí)別出杠桿，準(zhǔn)確找出杠桿的五要素。知道杠桿的平衡條件，并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。能對(duì)杠桿進(jìn)行分類，選擇合適的杠桿解決生活中的實(shí)際問題。辨析生活中的有關(guān)實(shí)例，了解杠桿是一種模型，初步認(rèn)識(shí)模型建構(gòu)在物理學(xué)中的應(yīng)用。經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過(guò)程，基于數(shù)據(jù)分析得出杠桿的平衡條件，培養(yǎng)獲取、處理信息和分析論證的科學(xué)探究能力。了解不同時(shí)期杠桿的應(yīng)用，感受我國(guó)古代科技成就，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。學(xué)習(xí)目標(biāo)>>>>>>>>>>>>LearningGoal物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任觀察圖中的蹺蹺板、羊角錘和開瓶器等機(jī)械，你認(rèn)為這些機(jī)械有什么共同的特點(diǎn)呢？問

題OOO共同點(diǎn)：工作時(shí)都會(huì)繞著某一固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿1、定義：一根硬棒，在力的作用下，能繞著某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這跟硬棒就叫做杠桿。2、說(shuō)明：（1）“硬棒”不一定是直棒，只要在外力的作用下不形變的物體就可以看成杠桿。杠桿可以是直的，也可以是任意形狀的（如下圖），但必須是硬的。（2）一根硬棒成為杠桿，應(yīng)具備兩個(gè)條件：一是要有力的作用，二是能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)條件缺一不可，例如：撬棒在沒有使用時(shí)就不能稱為杠桿。3、杠桿的五要素：支點(diǎn)：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用O表示動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F1表示阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F2表示動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O到動(dòng)力F1作用線的距離，用l1表示阻力臂：從支點(diǎn)O到阻力F2作用線的距離，用l2表示OF1F2力的作用線：沿力的方向所畫的直線。l1l24、力臂的做法：（1）找支點(diǎn)；（2）畫動(dòng)力和阻力的作用線；（3）從支點(diǎn)向力的作用線做垂線，標(biāo)垂直符號(hào)；（4）垂線段兩側(cè)標(biāo)雙箭頭，寫力臂符號(hào)。F1F2Ol1l2l特別提醒1、杠桿的支點(diǎn)一定要在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿的其他位置，但杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)固定的。2、動(dòng)力和阻力是相對(duì)而言的，不論是動(dòng)力還是阻力，杠桿都是受力物體，故力的作用點(diǎn)都在杠桿上，動(dòng)力和阻力的作用效果正好相反，但動(dòng)力和阻力的方向卻不一定相反。如支點(diǎn)在兩個(gè)力的作用點(diǎn)之間時(shí)，兩個(gè)力的方向相同，支點(diǎn)在兩個(gè)力作用點(diǎn)一側(cè)時(shí)，兩個(gè)力的方向相反。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。實(shí)驗(yàn)：探究杠桿的平衡條件問題1：什么是杠桿的平衡狀態(tài)？

杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下，處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們就說(shuō)杠桿平衡。問題2：杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡？步驟：如圖1，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持在水平位置靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)。圖1使杠桿處于水平平衡的目的：①讓杠桿的重心剛好在支點(diǎn)，重力的力臂為零，以消除杠桿重力對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響；②便于讀取力臂。杠桿的調(diào)節(jié)方法：按“左沉右調(diào)、右沉左調(diào)”的原則，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中絕不能再調(diào)節(jié)平衡螺母，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中再調(diào)節(jié)平衡螺母就會(huì)破壞原有的平衡。（2）如圖2，給杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡。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。圖2圖3（3）設(shè)右側(cè)鉤碼對(duì)杠桿施的力為動(dòng)力F1，左側(cè)鉤碼對(duì)杠桿施的力為阻力F2；測(cè)出杠桿平衡時(shí)的動(dòng)力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的數(shù)值填入表格中。（4）如圖3，改變動(dòng)力F1和動(dòng)力臂l1的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)阻力F2和阻力臂l2，再做幾次實(shí)驗(yàn)。次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm123???實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：1.52323111.50.5346實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂或?qū)憺镕1l1=F2l2例題據(jù)《杭州日?qǐng)?bào)》報(bào)道，2001年6月22日，在杭州動(dòng)物園內(nèi)，一位物理老師利用杠桿原理，僅用小小的彈簧測(cè)力計(jì)就測(cè)出了一頭大象的質(zhì)量（圖12.1-3甲），測(cè)量時(shí)利用了一根長(zhǎng)度為12m的槽鋼作為杠桿。如圖12.1-3乙，吊鉤固定于槽鋼的中點(diǎn)O。當(dāng)槽鋼水平靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1為200N。測(cè)得l1為6m，l2為4cm。若不計(jì)鐵籠的質(zhì)量，請(qǐng)估算大象的質(zhì)量。g取10N/kg。F1F2l1l2O乙甲圖12.1-3現(xiàn)代版曹沖稱象解：根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2，有F2=F1l1l2=200N×6m0.04m=3×104N大象的質(zhì)量為m=Gg=3×104N10N/kg=3×103kg=3t大象的質(zhì)量是3t。如圖所示，探究小組利用鐵架臺(tái)、帶有刻度的杠桿、細(xì)線、若干相同鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)(單位：N)等實(shí)驗(yàn)器材探究杠桿的平衡條件。甲(1)在掛鉤碼前，小組發(fā)現(xiàn)杠桿左端高右端低(如圖甲所示)，為了能讓杠桿在水平位置平衡，應(yīng)該向________端移動(dòng)平衡螺母；(選填“左”“右”)，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的___________________。乙丙左便于讀取力臂課堂練習(xí)(2)小組在杠桿的兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡(如圖乙)，這時(shí)杠桿兩側(cè)受到的作用力大小______(選填“大于”、“等于”或“小于”)各自鉤碼所受重力大小，該實(shí)驗(yàn)小組能否根據(jù)這組數(shù)據(jù)就能得出探究結(jié)論？________，理由是_________________________________；若在A、B下方再增掛一個(gè)相同的鉤碼，則杠桿______端將下沉(選填“左”或“右”)；甲乙丙如圖所示，探究小組利用鐵架臺(tái)、帶有刻度的杠桿、細(xì)線、若干相同鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)(單位：N)等實(shí)驗(yàn)器材探究杠桿的平衡條件。等于不能一次實(shí)驗(yàn)具有偶然性，不能得到普遍規(guī)律左課堂練習(xí)甲乙丙如圖所示，探究小組利用鐵架臺(tái)、帶有刻度的杠桿、細(xì)線、若干相同鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)(單位：N)等實(shí)驗(yàn)器材探究杠桿的平衡條件。(3)如圖丙是已經(jīng)調(diào)節(jié)平衡的杠桿，用彈簧測(cè)力計(jì)在杠桿C處豎直向上拉，在A處掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使杠桿在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為_________。(g取10N/kg)3N課堂練習(xí) (4)在實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能平衡，但采用這種方式是不妥當(dāng)?shù)摹＿@主要是因?yàn)?

) A．一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作

B．需要使用太多的鉤碼

C．力臂與杠桿不重合

D．力和力臂數(shù)目過(guò)多D課堂練習(xí)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向的判斷（1）當(dāng)F1l1≠F2l2時(shí)，杠桿的平衡被破壞，原來(lái)靜止的杠桿就要轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，原來(lái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿將變速轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）影響杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的因素，不單純是F1、F2的大小關(guān)系，也不單純是力臂l1、l2的大小關(guān)系，而是力和力臂的乘積，即F1l1和F2l2的大小關(guān)系。（3）當(dāng)F1l1=F2l2時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)，即靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)F1l1≠F2l2時(shí)杠桿不能平衡，如果F1l1>F2l2時(shí)，杠桿沿F1方向加速下沉，如果F1l1<F2l2時(shí)，杠桿沿F2方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2F1=l2l1F2可得當(dāng)l1>l2則F1<F2屬于省力杠桿特點(diǎn)：省力卻費(fèi)距離（1）F1=l2l1F2可得則F1>F2屬于費(fèi)力杠桿（2）當(dāng)l1l2<特點(diǎn)：費(fèi)力卻省距離F1=l2l1F2可得則F1=F2屬于等臂杠桿（3）當(dāng)l1l2=特點(diǎn)：既不省力也不省距離杠桿的分類OF1F2l1l21、省力杠桿—撬棒l1>l2所以F1<F22、省力杠桿—羊角錘（起釘錘）OF2F1l2l1l1>l2所以F1<F23、省力杠桿—核桃夾OF1F2l1l2l1>l2所以F1<F24、省力杠桿—鉗子OF1l1F2l2l1>l2所以F1<F25、省力杠桿—切紙刀（鍘刀）F1F2l1l2Ol1>l2所以F1<F26、省力杠桿—瓶起子OF1F2l1l2l1>l2所以F1<F27、省力杠桿—抽水機(jī)OF1F2l1l2l1>l2所以F1<F28、省力杠桿—獨(dú)輪車OGFl1l2l1>l2所以F1<F2其他的省力杠桿剪鐵皮的剪子扳手省力杠桿：撬棒、核桃夾、羊角錘、鉗子、切紙刀、鍘刀、瓶起子、獨(dú)輪車、動(dòng)滑輪、斜面、剪鐵皮的剪子、抽水機(jī)、扳手、滑輪組等1、費(fèi)力杠桿—筷子OF1F2l1l2l1<l2所以F1>F2OF1F2l1l2l1<l2所以F1>F22、費(fèi)力杠桿—食品夾3、費(fèi)力杠桿—鑷子OF1F2l1l2l1<l2所以F1>F24、費(fèi)力杠桿—釣魚竿OF1F2l1l2l1<l2所以F1>F25、費(fèi)力杠桿—鐵鍬OF1F2l1l2l1<l2所以F1>F26、費(fèi)力杠桿—船槳OF1F2l1l2l1<l2所以F1>F27、費(fèi)力杠桿—起重臂OF1F2l1l2l1<l2所以F1>F2其他的費(fèi)力杠桿掃帚人的前臂理發(fā)剪刀剎車踏板費(fèi)力杠桿：筷子、食品夾、鑷子，釣魚竿、鐵鍬、船槳、起重臂、掃帚、人的前臂、理發(fā)剪刀、剎車踏板等1、等臂杠桿—天平OF1F2l1l2l1=l2所以F1=F22、等臂杠桿—蹺蹺板OF1F2l1l2l1=l2所以F1=F23、等臂杠桿—定滑輪OF1F2l1l2所以F1=F2l1=l2=r練習(xí)

下面是探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是（）A、圖甲中，欲使杠桿在水平位置平衡，平衡螺母向左調(diào)。B、圖乙中，在A點(diǎn)用力拉杠桿，一定是省力杠桿。C、圖丙中，若杠桿左端鉤碼向左，右端鉤碼向右各移動(dòng)一格，則杠桿右端下沉。D、圖丁中，當(dāng)F的大小等于鉤碼重力一半時(shí)，可以使杠桿平衡。解析過(guò)程：A中，按“左沉右調(diào)、右沉左調(diào)”的原則，欲使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)使平衡螺母向右調(diào)，則A錯(cuò)；B中，在A