八级物理下册 12.1 杠杆(第1课时)习题课件 (新)新人教.ppt
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1、第十二章简单机械第1节杠杆第一课时杠杆及其平衡条件【新【新课导课导思】思】小猴和小白兔同小猴和小白兔同时发现时发现了一个了一个实实心胡心胡萝萝卜卜,它它们们都想多都想多分点。它分点。它们们采用了如采用了如图图所示的情景分所示的情景分萝萝卜。小白兔卜。小白兔说说:“:“我要我要长长的那一的那一头头!”!”小猴却暗自高小猴却暗自高兴兴。小猴有没有吃。小猴有没有吃亏亏?为为什么什么?【目【目标导标导学】学】1.1.知道什么是杠杆知道什么是杠杆,能在杠杆上确能在杠杆上确认认支点、支点、动动力、阻力、力、阻力、动动力臂和阻力臂。力臂和阻力臂。2.2.会画会画动动力臂和阻力臂。力臂和阻力臂。3.3.理解杠
2、杆的平衡条件理解杠杆的平衡条件,能利用平衡条件能利用平衡条件进进行行简单简单的的计计算。算。【自主【自主预习预习】1.1.杠杆杠杆:在力的作用下能在力的作用下能绕绕着着_转动转动的的_。固定点固定点硬棒硬棒2.2.杠杆的五要素杠杆的五要素:(1)(1)支点支点:杠杆可以杠杆可以绕绕其其_的点的点O O。(2)(2)动动力力:使杠杆使杠杆_的力的力F F1 1。(3)(3)阻力阻力:_:_杠杆杠杆转动转动的力的力F F2 2。(4)(4)动动力臂力臂:_:_的距离的距离 。(5)(5)阻力臂阻力臂:_:_的距离的距离 。转动转动转动转动阻碍阻碍从支点到从支点到动动力作用力作用线线从支点到阻力作用
3、从支点到阻力作用线线3.3.杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件:(1)(1)杠杆的平衡杠杆的平衡:杠杆在杠杆在动动力和阻力作用下保持力和阻力作用下保持_。静止或静止或匀速匀速转动转动(2)(2)探究思路。探究思路。当不挂当不挂钩码时钩码时,调节调节杠杆两端的螺母杠杆两端的螺母,使杠杆在使杠杆在_位置平衡。位置平衡。在杠杆两在杠杆两边边挂上不同数量的挂上不同数量的钩码钩码,调节钩码调节钩码的位置的位置,使使杠杆在杠杆在_位置重新平衡。位置重新平衡。改改变动变动力和力和动动力臂的大小力臂的大小,相相应调节应调节_和和_的大小的大小,再做几次再做几次实验实验。水平水平水平水平阻力阻力阻力臂阻力臂(3)(3
4、)实验结论实验结论:杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件:_:_。动动力力动动力臂力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂(或或 )知知识识点一点一 杠杆杠杆【做一做】【做一做】(1)(1)利用小木利用小木块块和螺和螺丝丝刀将刀将钉钉子撬起来。子撬起来。(2)(2)用瓶盖起子开启瓶盖。用瓶盖起子开启瓶盖。1.1.结结合合动动手体手体验验,请请在在图图中中标标出支点、出支点、动动力和阻力。力和阻力。提示提示:(1)(1)将小木块垫在下面将小木块垫在下面,用螺丝刀将钉子撬起时用螺丝刀将钉子撬起时,螺螺丝刀与木块接触的点固定不动丝刀与木块接触的点固定不动,该点为支点该点为支点,施加在螺丝施加在螺丝刀上的力为动力刀上的力为
5、动力,钉子对螺丝刀产生的向下压的力阻碍钉子对螺丝刀产生的向下压的力阻碍螺丝刀转动螺丝刀转动,为阻力。为阻力。(2)(2)开启瓶盖时开启瓶盖时,瓶盖起子与瓶盖中间接触的点固定不动瓶盖起子与瓶盖中间接触的点固定不动,该点为支点该点为支点,对瓶盖起子施加向上的力为动力对瓶盖起子施加向上的力为动力,瓶盖起子瓶盖起子下端与瓶盖边缘接触的位置使瓶盖阻碍瓶盖起子转动的下端与瓶盖边缘接触的位置使瓶盖阻碍瓶盖起子转动的力为阻力。力为阻力。参考答案参考答案:2.2.根据上根据上图图中中标标出的支点、出的支点、动动力和阻力力和阻力,画出画出动动力臂和力臂和阻力臂。阻力臂。提示提示:从支点从支点O O向动力和阻力的作
6、用线作垂线段向动力和阻力的作用线作垂线段,垂线段垂线段即为力臂即为力臂,并标出对应的力臂符号。并标出对应的力臂符号。参考答案参考答案:【知【知识识拓展】拓展】动动力和阻力及其方向的判断力和阻力及其方向的判断抓住抓住“转动转动”的特点来判断的特点来判断动动力、阻力的方向力、阻力的方向(1)(1)动动力和阻力的判断力和阻力的判断:明确使用杠杆的目的明确使用杠杆的目的,则为则为了达了达到目的而施加的到目的而施加的这这个力即个力即为动为动力力,而阻碍达到目的的力而阻碍达到目的的力即即为为阻力。如阻力。如图图,用用钳钳子子夹夹物体物体,我我们们施加在柄上的力是施加在柄上的力是为为了使了使钳钳口口夹夹住物
7、体住物体,则则施加在施加在钳钳子柄上的力即子柄上的力即为动为动力力,而而东东西西为为了不被了不被夹夹住住,要要产产生一个反抗的力生一个反抗的力,即物体施加即物体施加给钳给钳口向外的力即口向外的力即为为阻力。阻力。(2)(2)动动力和阻力方向的判断力和阻力方向的判断:只在只在动动力作用下杠杆的力作用下杠杆的转动转动认认定定为为正正转转,动动力作用下正力作用下正转转的方向的方向为动为动力的方向。力的方向。则则只有阻力作用只有阻力作用时时必定使杠杆反必定使杠杆反转转,阻力作用点阻力作用点处处反反转转方方向就是阻力的方向。向就是阻力的方向。【示范【示范题题1 1】(2017(2017攀枝花中考攀枝花中
8、考)如如图图是静止在水平地面是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意上的拉杆旅行箱的示意图图,O,O是是轮轮子的子的转轴转轴,O,O是箱体的是箱体的重心。以重心。以O O为为支点支点,画出力画出力F F的力臂和箱体所受重力的示的力臂和箱体所受重力的示意意图图。【精讲精析】【精讲精析】支点是轮子轴心点支点是轮子轴心点O,O,力臂力臂L L是支点到力是支点到力F F的作用线的距离。过的作用线的距离。过O O点作点作F F的垂线即为的垂线即为F F的力臂的力臂,过过OO作竖直向下的作用力作竖直向下的作用力G G即为箱体所受重力示意图。即为箱体所受重力示意图。答案答案:如图所示如图所示 【微点【微点拨拨】
9、(1)(1)画力臂的方法画力臂的方法:定支点定支点确定力的方向确定力的方向画力的作用画力的作用线线作垂作垂线线段段(2)(2)确定支点确定支点:将杠杆将杠杆转转一下一下,找出固定不找出固定不动动的点。的点。(3)(3)找力的作用找力的作用线线:将力的方向延将力的方向延长长或反向延或反向延长长的一条直的一条直线线。且延。且延长线长线用虚用虚线线表示。表示。(4)(4)力臂是支点到力的作用力臂是支点到力的作用线线的垂直距离的垂直距离,不是支点到力不是支点到力的作用点的的作用点的连线连线。知知识识点二点二 探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件1.1.提出提出问题问题:杠杆在杠杆在满满足什么条件足什么
10、条件时时才会平衡才会平衡?2.2.猜想与假猜想与假设设:_:_。提示提示:猜想猜想1:1:动力动力+动力臂动力臂=阻力阻力+阻力臂阻力臂猜想猜想2:2:动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂3.3.设计设计与与进进行行实验实验(如如图图所示所示):):(1)(1)挂挂钩码钩码前前,调节调节杠杆两端的螺母杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平使杠杆在水平位置平衡。衡。(2)(2)在杠杆两在杠杆两侧侧分分别别挂上不同数量的挂上不同数量的钩码钩码,移移动钩码动钩码的位的位置置,使杠杆重新在水平位置平衡。杠杆两使杠杆重新在水平位置平衡。杠杆两侧侧受到的作用受到的作用力等于力等于钩码钩码的重力。的重力。
11、(3)(3)多次改多次改变动变动力和力和动动力臂力臂,相相应应地地调节调节阻力和阻力臂阻力和阻力臂,使使杠杆在水平位置平衡。杠杆在水平位置平衡。4.4.实验实验数据及分析数据及分析:实验实验次数次数动动力力F F1 1/N/N动动力臂力臂l1 1/m/m阻力阻力F F2 2/N/N阻力臂阻力臂l2 2/m/m1 11 10.050.050.50.50.100.102 21 10.10.10.50.50.20.23 32 20.10.11 10.20.24 43 30.20.20.50.51.21.2分析数据可知分析数据可知,杠杆的平衡条件是杠杆的平衡条件是_。提示提示:对每一次实验表格中的动力
12、和动力臂、阻力和阻对每一次实验表格中的动力和动力臂、阻力和阻力臂进行分析力臂进行分析,力臂越长力臂越长,需要的力越小需要的力越小,力臂越短力臂越短,需要需要的力越大的力越大,二者之间可能是反比关系二者之间可能是反比关系,再比较动力和动力再比较动力和动力臂、阻力和阻力臂的乘积的大小关系臂、阻力和阻力臂的乘积的大小关系,发现动力与动力发现动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积相等。故可知杠杆平衡臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积相等。故可知杠杆平衡的条件。的条件。参考答案参考答案:动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂(或或F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2)5.5.交流与交流与讨论讨论(1
13、)(1)实验实验前前,如何如何调节调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡平衡螺母使杠杆在水平位置平衡?参考答案参考答案:按照按照“左偏左偏(沉沉)右调右调,右偏右偏(沉沉)左调左调”的原则。的原则。若杠杆左端下沉若杠杆左端下沉,则将平衡螺母向右调则将平衡螺母向右调;若杠杆右端下若杠杆右端下沉沉,则将平衡螺母向左调。则将平衡螺母向左调。(2)(2)为为什么使杠杆在水平位置平衡什么使杠杆在水平位置平衡?参考答案参考答案:便于从杠杆上直接读出力臂。便于从杠杆上直接读出力臂。消除杠杆自身重力对实验的影响。消除杠杆自身重力对实验的影响。(3)(3)挂挂钩码钩码后后,能不能再能不能再调节调节平衡螺母平衡螺母?参
14、考答案参考答案:不能。不能。(4)(4)实验实验中中,为为什么收集多什么收集多组实验组实验数据数据?参考答案参考答案:通过对比多组实验数据得出结论通过对比多组实验数据得出结论,使实验结论使实验结论更具有普遍性。更具有普遍性。(5)(5)如果利用如果利用弹弹簧簧测测力力计计分分别别向各个方向拉向各个方向拉动动杠杆一端代杠杆一端代替替钩码钩码,能否得出杠杆的平衡条件能否得出杠杆的平衡条件?参考答案参考答案:能能,利用弹簧测力计向各个方向拉动杠杆时杠利用弹簧测力计向各个方向拉动杠杆时杠杆仍然能保持平衡杆仍然能保持平衡,再利用刻度尺测出力臂的大小再利用刻度尺测出力臂的大小,分析分析得出结论。得出结论。
15、【示范【示范题题2 2】(2017(2017遵遵义义中考中考)小小锦锦小小组组用刻度均匀的匀用刻度均匀的匀质质杠杆杠杆进进行行“探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件”的的实验实验中中,每个每个钩码质钩码质量相等。量相等。(1)(1)将杠杆的中点置于支架上将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止当杠杆静止时时,发现发现杠杆左杠杆左端下沉端下沉,他将杠杆左端平衡螺母向右他将杠杆左端平衡螺母向右调节调节到最大限度后到最大限度后,杠杆左端仍有杠杆左端仍有轻轻微下沉微下沉,这时这时他他应应将右端的平衡螺母向将右端的平衡螺母向_端端调节调节,才能使杠杆在水平位置平衡。才能使杠杆在水平位置平衡。(2)(2)如如图图甲
16、所示是他在探究甲所示是他在探究过过程中的一个情境程中的一个情境,接下来他接下来他在两在两边钩码边钩码的下方各加一个相同的的下方各加一个相同的钩码钩码,并将左端并将左端钩码钩码移到左端离支点第三格移到左端离支点第三格处处,为为了使杠杆在水平位置平衡了使杠杆在水平位置平衡,他他应应将右端将右端钩码钩码移移动动到右端离支点第到右端离支点第_格格处处。(3)(3)通通过过不断改不断改变变两端所挂两端所挂钩码钩码的个数和位置的个数和位置,使杠杆在使杠杆在水平位置平衡水平位置平衡,并并记录记录各次各次实验实验数据数据,通通过对过对数据分析后数据分析后得出得出结论结论:动动力力支点到支点到动动力作用点的距离
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