八年级物理下册 12.1 杠杆课件 （新版）新人教版

第十二章简单机械第1节杠杆知识点一知识点二知识点三知识点一杠杆1.杠杆:在力的作用下能绕着固定点O转动的硬棒就是杠杆。2.杠杆的五个要素(如图)(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,通常用O表示。(2)动力:为达到目的而使杠杆转动的力,通常用F1表示。(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,通常用F2表示。(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离叫动力臂,通常用l1表示。(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂,通常用l2表示。知识点一知识点二知识点三拓展归纳(1)一根硬棒能成为杠杆,不仅要有力的作用,而且必须能绕某固定点转动,缺少任何一个条件,硬棒就不能成为杠杆,例如酒瓶起子在没有使用时,就不能称为杠杆。(2)动力和阻力是相对的,不论是动力还是阻力,受力物体都是杠杆,作用于杠杆的物体都是施力物体。3.力臂的关键性概念:(1)支点到力的作用线的垂直距离,千万不能理解为支点到力的作用点的长度。(2)力臂不一定在杠杆上。(3)力的作用线通过支点时,力臂为0,力对杠杆不会产生影响。(4)力臂三要素:大括号(或用|→←|表示)、字母、垂直符号。知识点一知识点二知识点三例1如图所示的杠杆,请画出杠杆的动力臂和阻力臂。解析:力臂是支点到力的作用线的距离,因此要先确定支点,然后判断力的方向,再过支点作出力的作用线的垂线,支点到力的作用线的距离,即为所求作的力臂。答案:如图所示:知识点一知识点二知识点三知识点二杠杆的平衡条件1.探究杠杆的平衡条件探究目的:通过实验了解杠杆的平衡条件实验器材:杠杆、钩码盒一套、弹簧测力计、细线、刻度尺实验步骤:步骤1:调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。知识点一知识点二知识点三步骤2:在杠杆的左右两端分别用细线依次悬挂个数不同钩码(每一个钩码50g=0.05kg,重G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N),(假设左端砝码的重力产生的拉力为阻力F2,右端钩码的重力产生的拉力为动力F1)先固定F1大小和动力臂l1的大小,再选择适当的阻力F2,然后移动阻力作用点,改变阻力臂l2大小,直至杠杆再次在水平位置平衡,分别记录下此时动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l2的数值,并将实验数据记录在表格中。步骤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,将实验数据记录在表格中。知识点一知识点二知识点三2.杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂公式表示F1l1=F2l2应用平衡条件进行计算时,单位要统一,即力的单位统一,力臂的单位统一。知识点一知识点二知识点三拓展归纳探究杠杆平衡条件的注意事项(1)实验前要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的是让杠杆的重力方向通过支点,以消除杠杆的重力对平衡的影响。实验中要调节钩码的位置,使杠杆再次在水平位置平衡,目的是使力臂刚好等于悬点与支点的距离,便于直接读出力臂。(2)平衡螺母的调节方向:杠杆哪端高,就向哪端调节(不论哪端螺母都一样)。(3)实验过程中在调节钩码位置使杠杆平衡时,平衡螺母就不能再调节了。(4)为了得到一个普遍的规律,避免偶然性,要进行多次实验。知识点一知识点二知识点三例2在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示。为使杠杆在位置平衡,应将杠杆左端螺母向(选填“左”或“右”)边旋一些。知识点一知识点二知识点三(2)调好后,第一组按图乙进行实验,第二组按图丙进行实验。你认为第组实验更好,理由是。(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图丁所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是。知识点一知识点二知识点三解析:(1)为使杠杆在水平位置平衡,需要使杠杆重心右移,应将平衡螺母向右调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;(2)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第二组实验设计得好,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,力臂从杠杆上直接读取;(3)图丁中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。答案:(1)水平右(2)二便于从杠杆上直接读取力臂(3)杠杆自重的影响知识点一知识点二知识点三例3杆秤是用来测量物体质量的工具,也是我国劳动人民智慧的结晶。如图所示,杆秤的提纽到挂钩的距离OA=4cm,当秤砣移动到离提纽的距离为OB=20cm时,杆秤刚好水平平衡,若秤砣的质量为0.6kg,求:(1)所称物体的质量是多少千克?(2)若用质量为0.5kg的秤砣去测量该物体,当杆秤刚好水平平衡时秤砣移动到离提纽的距离为多少厘米?知识点一知识点二知识点三解析:(1)根据题意,应用杠杆平衡条件列出等式,再根据重力的计算公式G=mg把质量代入,计算出物体的质量。(2)应用杠杆平衡条件列出等式,可以计算出改变秤砣质量后秤砣距离提纽O的距离。答案:(1)由杠杆平衡条件可得G物体OA=G秤砣OB,又由G=mg得m物体g×4cm=0.6kg×g×20cm,解得m物体=3kg;(2)设秤砣移到了C处,同理由杠杆平衡条件可得G物体OA=𝐺秤砣2OC,即3kg×g×4cm=0.5kg×g×OC,解得OC=24cm。知识点三知识点一知识点二知识点三生活中的杠杆判断杠杆的种类,可结合生活经验,根据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系,若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,则是费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则是等臂杠杆。知识点三知识点一知识点二杠杆分类特点举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力但费距离费力杠杆动力臂小于阻力臂费力但省距离等臂杠杆动力臂等于阻力臂阻力等于动力知识点三知识点一知识点二拓展归纳生活中需要使用怎样的杠杆,要根据工作对象来确定。若克服的阻力较大,徒手不能完成时,往往需要用省力杠杆,如用钳子剪断铁丝、用起子开瓶盖、用核桃夹夹开核桃等;若克服的阻力较小,为了使工作快捷,需要用费力杠杆达到省距离的目的,如用镊子夹取棉球、用钓鱼竿钓鱼、用船桨划龙舟等。知识点三知识点一知识点二例4(2016北京中考)如图所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是()知识点三知识点一知识点二解析:天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,既不省力也不费力;瓶起子、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。答案:C考点一考点二考点一杠杆上最小的力的画法例1(2015四川达州中考)如图是一轻质杠杆,O是支点,为了使杠杆在此位置平衡,请画出在A点所施加的最小动力F及其力臂l。解析:根据杠杆的平衡条件,动力臂越长越省力,由支点到力的作用点的距离是最长的力臂,此时对应的动力最小。连接OA,则OA是最长的力臂,作OA的垂线,物体对杠杆的力使杠杆向逆时针方向转动,所以F应使其向顺时针方向转动。答案:如图所示:考点一考点二考点一考点二考点二杠杆平衡的判定例2(2016四川凉山州中考)如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是()A.杠杆仍能平衡B.杠杆不能平衡,左端下沉C.杠杆不能平衡,右端下沉D.无法判断考点一考点二解析:原来杠杆在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的拉力分别等于物体A、B的重力,其对应的力臂分别为OC、OD,根据杠杆的平衡条件可得mAgOC=mBgOD,由图示可知,OCOD,所以mAmB。当向支点移动相同的距离Δl时,两边的力臂都减小Δl,此时左边的力与力臂的乘积为mAg(OC-Δl)=mAgOC-mAgΔl,右边的力与力臂的乘积为mBg(OD-Δl)=mBgOD-mBgΔl,由于mAmB,所以mAgΔlmBgΔl;所以mAgOC-mAgΔlmBgOD-mBgΔl。因此杠杆将向悬挂B物体的一端即右端下沉。答案:C考点一考点二