八年级物理下册《12.1杠杆》ppt课件.ppt

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1、引入：古时候对杠杠的利用 人类在很早以前就使用杠杠了，壮丽辉煌的咸阳宫巍然矗立于八百里秦川。司马迁在史记中有关于这座宫殿的描述。这幅图就是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。一、杠 杠 当你使用筷子夹菜，用剪刀剪纸，用天平称量时，你当你使用筷子夹菜，用剪刀剪纸，用天平称量时，你就在使用杠杠了。就在使用杠杠了。 一、杠 杠 当你使用筷子夹菜，用剪刀剪纸，用天平称量时，你当你使用筷子夹菜，用剪刀剪纸，用天平称量时，你就在使用杠杠了。就在使用杠杠了。 那么，什么又是机械呢？那么，什么又是机械呢？能帮人们降低工作难度或省力的工具装置就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置就是机械。机械。

2、杠杆是最简单的机械之一。杠杆是最简单的机械之一。1. 1. 杠杆的定义杠杆的定义 想一想，杠杆的特征是什么？想一想，杠杆的特征是什么？有力的作用；有力的作用；能绕固定点转动；能绕固定点转动；一根硬棒。一根硬棒。 在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。一、杠 杠 在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒1. 1. 杠杆的定义杠杆的定义 一、杠 杠 在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒2. 2. 杠杆的五要素杠杆的五要素 使杠杆转动的力使杠杆转动的力F F1 1 O OF F1 1

3、F F2 2L L1 1L L2 2从支点到阻力作用线的距离从支点到阻力作用线的距离L L2 2 阻力臂：阻力臂：动力臂：动力臂：从支点到动力作用线的距离从支点到动力作用线的距离L L1 1阻阻 力：力：阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力F F2 2 支支 点：点：杠杆绕其转动的点杠杆绕其转动的点O O 动动 力：力：注意：硬棒可以是直的，也可以是弯曲的各种的形状。注意：硬棒可以是直的，也可以是弯曲的各种的形状。1. 1. 杠杆的定义杠杆的定义 一、杠 杠 在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒2. 2. 杠杆的五要素杠杆的五要素 3. 3. 杠杆力臂的作图

4、杠杆力臂的作图步步 骤骤 找出找出支点、支点、动力和阻力动力和阻力作用点；作用点； 画出动力、阻力和它们的画出动力、阻力和它们的作用线；作用线；O OF F1 1F F2 2 作垂线段作垂线段 从力的支点向力的作用从力的支点向力的作用线线作垂线，作垂线，垂线段的长度就是垂线段的长度就是力臂力臂；L L2 2 标出力臂标出力臂 L L1 1 力臂作图记忆：力臂作图记忆： 找点找点 画线画线 作垂线段作垂线段 标出力臂标出力臂 力的作用力的作用 线用虚线线用虚线 1. 1. 杠杆的定义杠杆的定义 一、杠 杠 在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒1. 找 点O

5、 O2. 画 线F F1 1F F2 23. 作垂线段4. 标出力臂 L L1 1L L2 22. 2. 杠杆的五要素杠杆的五要素 3. 3. 杠杆力臂的作图杠杆力臂的作图力臂作图力臂作图练一练练一练二、杠杠的平衡条件 1. 1. 杠杆的平衡杠杆的平衡 在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态，在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态，那么，什么是杠杆的平衡状态呢？那么，什么是杠杆的平衡状态呢？ 左图中静止的杠杆左低右高，杠杠此时是否处于平衡状态左图中静止的杠杆左低右高，杠杠此时是否处于平衡状态? ? 思考：思考：如何才能使杠杆处于平衡状态呢？即杠杆平衡的条如何才能使杠杆处

6、于平衡状态呢？即杠杆平衡的条件是什么呢？下面我们通过实验来进行探究。件是什么呢？下面我们通过实验来进行探究。 杠杠静止，处于杠杠静止，处于平衡状态。平衡状态。二、杠杠的平衡条件 1. 1. 杠杆的平衡杠杆的平衡2. 2. 杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件 进行进行杠杆的平衡实验，杠杆的平衡实验，首先调节平衡螺母，使杠杆在不挂首先调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时在钩码时在水平位置静止水平位置静止，即在水平位置保持平衡状态。即在水平位置保持平衡状态。调节方法调节方法 方便直接读方便直接读出力臂。出力臂。左偏（沉）右调左偏（沉）右调右偏（沉）左调右偏（沉）左调 注意：

7、注意：在实验过程中不能再调节平衡螺母使杠杆平衡。在实验过程中不能再调节平衡螺母使杠杆平衡。 二、杠杠的平衡条件 1. 1. 杠杆的平衡杠杆的平衡2. 2. 杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件实验步骤：实验步骤： 1. 1. 给杠杠两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杠给杠杠两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杠重重新在水平位置平衡。新在水平位置平衡。 此时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所此时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所受的重力。受的重力。 2. 2. 设右侧钩码对杠杠施加的力为动力设右侧钩码对杠杠施加的力为动力F F1 1，左侧钩码对杠杠施

8、的力，左侧钩码对杠杠施的力为阻力为阻力F F2 2；测出杠杠平衡时的动力臂；测出杠杠平衡时的动力臂L L1 1和阻力臂和阻力臂L L2 2； 把把F F1 1、F F2 2、L L1 1、L L2 2的数值填入表格中。的数值填入表格中。 3. 3. 改变动力改变动力F F1 1和动力臂和动力臂L L1 1的大小，相应调节阻力的大小，相应调节阻力F F2 2和阻力臂和阻力臂L L2 2，再做几次实验。再做几次实验。 二、杠杠的平衡条件 1. 1. 杠杆的平衡杠杆的平衡2. 2. 杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件设计实验表格：设计实验表格：实验实验次数次数动力动力F

9、 F1 1/N/N动力臂动力臂L L1 1/ /格格阻力阻力F F2 2/N/N阻力臂阻力臂L L2 2/ /格格1 12 23 3实验步骤：实验步骤：杠杆平衡条件实验用表杠杆平衡条件实验用表二、杠杠的平衡条件 1. 1. 杠杆的平衡杠杆的平衡2. 2. 杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件进行实验进行实验二、杠杠的平衡条件 1. 1. 杠杆的平衡杠杆的平衡2. 2. 杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件数据记录数据记录实验实验次数次数动力动力F F1 1/N/N动力臂动力臂L L1 1/cm/cm阻力阻力F F2 2/N/N阻力臂阻力臂

10、L L2 2/cm/cm1 12 23 31.01.05 50.50.510101.51.55 50.50.515151.01.015151.51.51010分析表中记录的数据，找出它们之间的关系。分析表中记录的数据，找出它们之间的关系。动力动力动力臂动力臂阻力阻力阻力臂阻力臂F1L1 F2L2 公式：公式：F1L1 F2L2 这就是这就是阿基米德发现的发现的杠杆原理杠杆原理 例题例题 据据杭州日报杭州日报报道，报道，20012001年年6 6月月2222日，在杭州动物园，一位物日，在杭州动物园，一位物理老师利用杠杠原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质理老师利用杠杠原理，仅用小小的弹

11、簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了一根长度为量。测量时利用了一根长度为10m10m的钢槽作为杠杠，吊钩固定点的钢槽作为杠杠，吊钩固定点O O为支为支点，弹簧测力计示数点，弹簧测力计示数F F1 1为为200N200N。测得动力臂。测得动力臂 L L1 1为为 9m,9m,阻力臂阻力臂L L2 2为为6cm6cm。若不计钢槽和铁笼的质量，请估算大象的质量（若不计钢槽和铁笼的质量，请估算大象的质量（G G取取10N/kg10N/kg）。）。F F1 1=200N=200NL L1 1=9m=9mL L2 2=6cm=6cm解：解：由由F F1 1L L1 1F F2 2L L2 2 得：

12、得： F F2 2F F1 1L L1 1 L L2 26/100m6/100m 200N 200N9m9mm m g gG Gg gF F2 23 310104 4N N10N/kg 10N/kg 3 310104 4 N N3 310103 3 kgkg3t3t答：答：大象的质量约为大象的质量约为3t 3t。三、生活中的杠杠 我们身边有许多杠杠，例如，小朋友玩的跷跷板、钉钉子用的我们身边有许多杠杠，例如，小朋友玩的跷跷板、钉钉子用的羊角锤、划船用的船桨羊角锤、划船用的船桨仔细观察下面的杠杆，看看它们的动仔细观察下面的杠杆，看看它们的动力臂和阻力臂有什么关系，平衡时动力和阻力又有什么关系。力

13、臂和阻力臂有什么关系，平衡时动力和阻力又有什么关系。 1. 1. 杠杆的分类及特点杠杆的分类及特点 三、生活中的杠杠 1. 1. 杠杆的分类及特点杠杆的分类及特点 等臂杠杆的特点：等臂杠杆的特点：动力臂等于阻力臂，不省力也不省距离。动力臂等于阻力臂，不省力也不省距离。 省力杠杆的特点：省力杠杆的特点：动力臂大于阻力臂，省力但是费距离。动力臂大于阻力臂，省力但是费距离。 费力杠杆的特点：费力杠杆的特点：动力臂小于阻力臂。费力但是省距离。动力臂小于阻力臂。费力但是省距离。思考：思考： 如何判断杠杆的类型？ 杠杆如何使用最省力？ 比较动力臂和阻力臂的大小关系。比较动力臂和阻力臂的大小关系。 动力臂的

14、长度最长时最省力。动力臂的长度最长时最省力。三、生活中的杠杠 1. 1. 杠杆的分类及特点杠杆的分类及特点 等臂杠杆等臂杠杆 省力杠杆省力杠杆 费力杠杆费力杠杆 2. 2. 生活中的杠杆生活中的杠杆 省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆三、生活中的杠杠 1. 1. 杠杆的分类及特点杠杆的分类及特点 等臂杠杆等臂杠杆 省力杠杆省力杠杆 费力杠杆费力杠杆 2. 2. 生活中的杠杆生活中的杠杆 费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆三、生活中的杠杠 1. 1. 杠杆的分类及特点杠杆的分类及特点 等臂杠杆等臂杠杆 省力杠杆省力杠杆 费力杠杆费力杠杆 2. 2. 生活中的杠杆生活中的杠杆 练一练练一练 指出下指出

15、下图中的图中的指甲刀指甲刀一共有几个杠杆？各属什么类一共有几个杠杆？各属什么类型的杠杆？分别用字母表示出来。型的杠杆？分别用字母表示出来。ABCDOEABCABC 省力杠杆省力杠杆OBDOBD 费力杠杆费力杠杆OEDOED 费力杠杆费力杠杆三、生活中的杠杠 1. 1. 杠杆的分类及特点杠杆的分类及特点 等臂杠杆等臂杠杆 省力杠杆省力杠杆 费力杠杆费力杠杆 2. 2. 生活中的杠杆生活中的杠杆 以生活中的剪刀为例，想一想人们什么时候选用费力杠杆？什以生活中的剪刀为例，想一想人们什么时候选用费力杠杆？什么情况下选择省力杠杠？么情况下选择省力杠杠？ 当阻力比较小时，为了省距离，人们会选用费力杠杆；当

16、阻力比较小时，为了省距离，人们会选用费力杠杆； 当阻力比较大时，为了省力，人们会选用省力杠杆。当阻力比较大时，为了省力，人们会选用省力杠杆。总总 结结2.2.杠杆的五要素：杠杆的五要素： 支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 1.1.杠杆的定义：杠杆的定义： 在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒。F1L1=F2L2 动力动力臂=阻力阻力臂 4.4.生活中的杠杆生活中的杠杆 杠杆的分类及特点杠杆的分类及特点 3.3.杠杆平衡条件：杠杆平衡条件： 省力杠杆的特点：省力杠杆的特点：动力臂大于阻力臂，省力但是费距离。动力臂大于阻

17、力臂，省力但是费距离。 费力杠杆的特点：费力杠杆的特点：动力臂小于阻力臂，费力但是省距离。动力臂小于阻力臂，费力但是省距离。 等臂杠杆的特点：等臂杠杆的特点：动力臂等于阻力臂，不省力也不省距离。动力臂等于阻力臂，不省力也不省距离。 生活中的杠杆生活中的杠杆跷跷板、羊角锤、船桨、开瓶器、钓鱼等跷跷板、羊角锤、船桨、开瓶器、钓鱼等 1. 1. 下列杠杆中，与其它三个不同类的是（下列杠杆中，与其它三个不同类的是（ ）A AC CC CB BD D课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习 2. 2. 下列关于杠杆的说法中正确的是（下列关于杠杆的说法中正确的是（ ） A.A.杠杆必须是一根直棒杠杆必须是一根直棒

18、 B.B.杠杆不一定要有支点杠杆不一定要有支点 C.C.杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离 D.D.杠杆的动力作用线不能通过支点杠杆的动力作用线不能通过支点到作用线的距离到作用线的距离 通过支点则动力臂为零通过支点则动力臂为零D D 3. 3. 在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码，则（杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码，则（ ）A A A.A.左端下降左端下降 B.B.右端下降右端下降 C.C.仍然平衡仍然平衡 D.D.无法判断无法判断课堂练习课堂练

19、习 4. 4. 如图是探究杠杆平衡条件的实验装置。如图是探究杠杆平衡条件的实验装置。 （1 1）实验前，发现杠杆右端偏高，此实验前，发现杠杆右端偏高，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向时，应把杠杆两端的平衡螺母向_调调节，使杠杆在节，使杠杆在_位置平衡，这样做位置平衡，这样做的目的是为了的目的是为了_。 方便直接读出力臂。方便直接读出力臂。右右水平水平（2 2）将实验小组测得的数据补充完整。将实验小组测得的数据补充完整。实验次数实验次数动力动力F F1 1/N/N动力臂动力臂L L1 1/ /格格阻力阻力F F2 2/N/N阻力臂阻力臂L L2 2/ /格格1 12 21.01.00.240.24

20、2.02.00.120.121.51.50.10.10.50.50.30.3（3 3）从实验数据中可以得出的结论是从实验数据中可以得出的结论是_。 F F1 1L L1 1=F=F2 2 L L2 2 课堂练习课堂练习5. 5.力臂作图力臂作图 1. 1.找找 点点2. 2.画画 线线3.3.作垂线段作垂线段F F1 1F F2 2l1l24. 4.标出力臂标出力臂 课堂练习课堂练习5. 5.力臂作图力臂作图 步骤：步骤： 1.1.找找 点；点；2.2.画画 线；线；3.3.作垂线段；作垂线段；4.4.标出力臂标出力臂 OF F1 1F2l1l2v v课堂练习课堂练习 6. 6. 画出图中作用

21、在画出图中作用在A点能提起物体的最小的力的方向点能提起物体的最小的力的方向 。A AG GG GO OA AF FF FO O 提示：提示： 要想提起物体用力最小，就要要想提起物体用力最小，就要使动力臂最长。使动力臂最长。 提示：提示： 要想提起物体用力最小，就要要想提起物体用力最小，就要使动力臂最长。使动力臂最长。 作图时注意动力的方向。作图时注意动力的方向。课堂练习课堂练习 提高题提高题 7.7.力臂作图力臂作图 F F2 2F F1 1L L2 2L L1 1 课堂练习课堂练习 提高题提高题 8. 8. 如图，在杠杆如图，在杠杆A A端施一个始终与杠杆垂直的力端施一个始终与杠杆垂直的力F

22、 F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F F的大小变的大小变化情况是化情况是（ ）F F1 1G G F F2 2A A由大变小由大变小 B B由小变大由小变大 C C先变大后变小先变大后变小 D D先变小后变大先变小后变大F F1 1 G GL L2 2L L2 2 提示：提示：先画力臂，再分析力臂的变化。先画力臂，再分析力臂的变化。A A 提至水平位置时：提至水平位置时： 阻力不变，动力臂变长，又因为阻力不变，动力臂变长，又因为 F F1 1L L1 1=F=F2 2 L L2 2 ，所以，所以F F变小变小。 提至虛线位置时：提至虛线位

23、置时： 阻力不变，动力臂变短，又因为阻力不变，动力臂变短，又因为 F F1 1L L1 1=F=F2 2 L L2 2 ，所以，所以F F变大。变大。A AD D1.（2017潍坊）下列工具在正常使用过程中，属潍坊）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（于费力杠杆的是（ ）走进中考走进中考D2.（2017枣庄）如图所示是小明探究枣庄）如图所示是小明探究“杠杆平衡条件杠杆平衡条件”的实验装置，实验中杠杆始终处于水平平衡状态。若的实验装置，实验中杠杆始终处于水平平衡状态。若在在C处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向，使其从处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向，使其从。则拉力的变化情况是（则拉力的变化情况

24、是（ ） A.先变小后变大先变小后变大 B.先变大后变小先变大后变小 C.逐渐变大逐渐变大 D.逐渐变小逐渐变小 A3.（2017聊城）聊城）如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆使杠杆在水平位置平衡时下列说法正确的是( ) A动力臂为0.08m B此时为省力杠杆 C弹簧测力计的示数为4N D钩码总重为2ND4.（2017成都）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。（1）平衡时，应让杠杆静止在_位置。（2）小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图 15 所示，他们记录的数据为：动力 F1=1.5N，动力臂 L1=0.1m，阻力 F2=1N，则阻力臂 L2= m。(3)下列四个因素中，不会带来实验误差的是 .A铁架台自身的重力足够大B单个钩码的重力不完全相等C悬挂钩码的绳套重力偏大D杠杆与转轴之间的摩擦偏大(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们进一步探究，如果杠杆受到 F2、F3两个阻力，结果会怎样？通知实验，他们得到了图 16 所示的结果。根据这个结果，可以初步得到，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1 L1= 。（F1、F2、F3的力臂分别用 L1、L2、L3 表示）