八年级物理下册《12.1杠杆》ppt课件.ppt

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，你就在使用杠杠了。,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机械。,杠杆是最简单的机械之一。,1. 杠杆的定义,想一想，杠杆的特征是什么？,有力的作用；,能绕固定点转动；,一根硬棒。,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,1. 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,2. 杠杆的五要素,使杠杆转动的力F1,O,F1,F2,L1,L2,从支点到阻力作用线的距离L2,阻力臂：,动力臂：,从支点到动力作用线的距离L1,阻 力：,阻碍杠杆转动的力F2,支 点：,杠杆绕其转动的点O,动 力：,注意：硬棒可以是直的，也可以是弯曲的各种的形状。,1. 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,2. 杠杆的五要素,3. 杠杆力臂的作图,步 骤, 找出支点、动力和阻力作用点；, 画出动力、阻力和它们的作用线；,O,F1,F2, 作垂线段 从力的支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂；,L2, 标出力臂,L1,力臂作图记忆：, 找点, 画线, 作垂线段, 标出力臂,1. 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,1. 找 点,O,2. 画 线,F1,F2,3. 作垂线段,4. 标出力臂,L1,L2,2. 杠杆的五要素,3. 杠杆力臂的作图,力臂作图练一练,二、杠杠的平衡条件,1. 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，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?,思考：如何才能使杠杆处于平衡状态呢？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。,杠杠静止，处于平衡状态。,二、杠杠的平衡条件,1. 杠杆的平衡,2. 杠杆的平衡条件,实 验,探究杠杆的平衡条件,进行杠杆的平衡实验，首先调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时在水平位置静止，即在水平位置保持平衡状态。,调节方法,左偏（沉）右调右偏（沉）左调,注意：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. 杠杆的平衡,2. 杠杆的平衡条件,实 验,探究杠杆的平衡条件,实验步骤：,1. 给杠杠两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杠重新在水平位置平衡。 此时杠杆两侧受到的作用力等于各自钩码所受的重力。 2. 设右侧钩码对杠杠施加的力为动力F1，左侧钩码对杠杠施的力为阻力F2；测出杠杠平衡时的动力臂L1和阻力臂L2； 把F1、F2、L1、L2的数值填入表格中。 3. 改变动力F1和动力臂L1的大小，相应调节阻力F2和阻力臂L2，再做几次实验。,二、杠杠的平衡条件,1. 杠杆的平衡,2. 杠杆的平衡条件,实 验,探究杠杆的平衡条件,设计实验表格：,实验步骤：,杠杆平衡条件实验用表,二、杠杠的平衡条件,1. 杠杆的平衡,2. 杠杆的平衡条件,实 验,探究杠杆的平衡条件,进行实验,二、杠杠的平衡条件,1. 杠杆的平衡,2. 杠杆的平衡条件,实 验,探究杠杆的平衡条件,数据记录,1.0,5,0.5,10,1.5,5,0.5,15,1.0,15,1.5,10,分析表中记录的数据，找出它们之间的关系。,动力动力臂阻力阻力臂,F1L1 F2L2,公式：F1L1 F2L2,这就是阿基米德发现的杠杆原理,例题 据杭州日报报道，2001年6月22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量。测量时利用了一根长度为10m的钢槽作为杠杠，吊钩固定点O为支点，弹簧测力计示数F1为200N。测得动力臂 L1为 9m,阻力臂L2为6cm。若不计钢槽和铁笼的质量，请估算大象的质量（G取10N/kg）。,F1=200N,L1=9m,L2=6cm,解：,由F1L1F2L2 得：,3104 N,3103 kg3t,答：大象的质量约为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、钉钉子用的羊角锤、划船用的船桨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。,1. 杠杆的分类及特点,三、生活中的杠杠,1. 杠杆的分类及特点,等臂杠杆的特点：动力臂等于阻力臂，不省力也不省距离。,省力杠杆的特点：动力臂大于阻力臂，省力但是费距离。,费力杠杆的特点：动力臂小于阻力臂。费力但是省距离。,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。, 动力臂的长度最长时最省力。,三、生活中的杠杠,1. 杠杆的分类及特点,等臂杠杆,省力杠杆,费力杠杆,2. 生活中的杠杆,省力杠杆,费力杠杆,三、生活中的杠杠,1. 杠杆的分类及特点,等臂杠杆,省力杠杆,费力杠杆,2. 生活中的杠杆,费力杠杆,省力杠杆,三、生活中的杠杠,1. 杠杆的分类及特点,等臂杠杆,省力杠杆,费力杠杆,2. 生活中的杠杆,练一练 指出下图中的指甲刀一共有几个杠杆？各属什么类型的杠杆？分别用字母表示出来。,A,B,C,D,O,E,ABC,省力杠杆,OBD,费力杠杆,OED,费力杠杆,三、生活中的杠杠,1. 杠杆的分类及特点,等臂杠杆,省力杠杆,费力杠杆,2. 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； 当阻力比较大时，为了省力，人们会选用省力杠杆。,总 结,2.杠杆的五要素：,支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。,1.杠杆的定义：,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.生活中的杠杆, 杠杆的分类及特点,3.杠杆平衡条件：,省力杠杆的特点：动力臂大于阻力臂，省力但是费距离。,费力杠杆的特点：动力臂小于阻力臂，费力但是省距离。,等臂杠杆的特点：动力臂等于阻力臂，不省力也不省距离。, 生活中的杠杆,跷跷板、羊角锤、船桨、开瓶器、钓鱼等,1. 下列杠杆中，与其它三个不同类的是（ ）,A,C,C,B,D,课堂练习,课堂练习,2. 下列关于杠杆的说法中正确的是（ ） A.杠杆必须是一根直棒 B.杠杆不一定要有支点 C.杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离 D.杠杆的动力作用线不能通过支点,到作用线的距离,通过支点则动力臂为零,D,3. 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（ ）,A,A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.无法判断,课堂练习,4. 如图是探究杠杆平衡条件的实验装置。,（1）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_调节，使杠杆在_位置平衡，这样做的目的是为了_。,方便直接读出力臂。,右,水平,（2）将实验小组测得的数据补充完整。,1.0,0.24,2.0,0.12,1.5,0.1,0.5,0.3,（3）从实验数据中可以得出的结论是_。,F1L1=F2 L2,课堂练习,5.力臂作图,1.找 点,2.画 线,3.作垂线段,F1,F2,l1,l2,4.标出力臂,课堂练习,5.力臂作图,步骤： 1.找 点；2.画 线；3.作垂线段；4.标出力臂,O,F1,F2,l1,l2,v,课堂练习,6. 画出图中作用在A点能提起物体的最小的力的方向 。,A,G,G,O,A,F,F,O,提示： 要想提起物体用力最小，就要使动力臂最长。,提示： 要想提起物体用力最小，就要使动力臂最长。 作图时注意动力的方向。,课堂练习,提高题 7.力臂作图,F2,F1,L2,L1,课堂练习,提高题 8. 如图，在杠杆A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F的大小变化情况是（ ）,F1,G,F2,A由大变小 B由小变大 C先变大后变小 D先变小后变大,F1,G,L2,L2,提示：先画力臂，再分析力臂的变化。,A, 提至水平位置时：,阻力不变，动力臂变长，又因为 F1L1=F2 L2 ，所以F变小。, 提至虛线位置时：,阻力不变，动力臂变短，又因为 F1L1=F2 L2 ，所以F变大。,A,D,1.（2017潍坊）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）,走进中考,D,2.（2017枣庄）如图所示是小明探究“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。若在C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（ ） A.先变小后变大 B.先变大后变小 C.逐渐变大 D.逐渐变小,A,3.（2017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2N,D,4.（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）,再 见,