11.1 科学探究：杠杆的平衡条件 （教学课件）(共27张PPT)—— 初中物理沪科版（2024）八年级全一册

(课件网) 杠杆的平衡条件 第一课时 新课导入 影视剧中的杠杆 以下是生活中常见的几种工具： 剪刀 天平 核桃钳 结合实际使用过程，它们有什么共同的特点吗 它们都有一根能绕着固定点转动的硬棒 探究新知 认识杠杆 知识点一 筷子 1.定义：物理学中，这种在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。 杠杆 2.特点： ①有力的作用 ②能绕着固定点转动 ③不易发生形变的硬棒 硬棒不一定是直棒，也可以是弯的或其他形状，如剪刀、羊角锤等。 小胖子来咯 3.杠杆的五要素 人们用棒撬动石头时，经常用图中的方式，这就利用了杠杆的原理。 固定点 F 硬棒 3.杠杆的五要素 支点 A O B 动力（F1） 阻力 （F2） 动力臂（l1） 阻力臂（l2） 支点：杠杆绕着转动的固定点（ O ） 动力：使杠杆转动的力（F1） 阻力：阻碍杠杆转动的力（F2） 动力臂: 从支点到动力作用线的距离（l1） 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（l2） 动力：使杠杆转动的力（F1） 支点：杠杆绕着转动的固定点（O） 阻力：阻碍杠杆转动的力（F2） 动力臂：从支点到动力作用线的距离（l1） 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（l2） ①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点 到力的作用点的距离； ②力臂不一定在杠杆上； ③若力的作用线过支点，则力臂为零。 3.杠杆的五要素 ①找支点； ②作力的作用线，即过力的作用点沿力的方向（或反方向）画一条直线； ③过支点作力的作用线的垂线段，标上垂足； ④用大括号或反向箭头标出支点到垂足间的线段，标字母l1或l2，该线段就是力臂. 4.力臂的画法 力臂的表示方法 O F动 F阻 l动 l阻 小胖子又来咯 0胖量 例1 如图所示，是一个Z形杠杆，请在图中画出力F对支点O的力臂l。 l 实验：探究杠杆的平衡条件 知识点二 在使用杠杆中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。 所谓平衡状态 杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态都叫平衡状态。 思考 杠杆在满足什么条件时才会平衡？ 探究实验 杠杆的平衡条件 【提出问题】 杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、 阻力臂之间存在着怎样的关系？ 【猜想假设】 假设一： 假设二： F1 · l1=F2 · l2 【实验目的】 1.探究杠杆的平衡条件。 2.学习如何分析实验数据来验证猜想。 杠杆、铁架台、钩码等。 【实验器材】 【实验设计】 利用下图的实验装置，通过改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。 所挂钩码不宜过多。小心操作，避免钩码摔落造成物品损坏。 安全警示 思考 1.为什么支点要在杠杆的中点 3.挂钩码后，还可以调节平衡螺母吗 2.实验前为什么要调节杠杆两端平衡螺母 4.挂钩码后，为什么要调节杠杆在水平位置平衡 【实验步骤】 次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1 0.05 0.5 0.1 2 0.5 0.2 1 0.1 3 1 0.15 1.5 0.1 求出每次实验中力与力臂的乘积， 第1次实验：_____ 第2次实验：_____ 第3次实验：_____ F1 l1 =1.0N×0.05m=0.5 N×0.1m= F2 l2 F1 l1 =0.5N×0.2m=1.0 N×0.1 m= F2 l2 F1 l1 =1.0N×0.15m=1.5N×0.1m= F2 l2 【实验结论】 杠杆的平衡条件为: 动力×动力臂=阻力×阻力臂 即 F1 l1 = F2 l2. 即：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。 【反思交流】 1. 实验结论与猜想是否有差异 结论是否可靠？还有进一步的改进措施吗 实验结论与猜想是相符合的。为使结论更加可靠，进一步改进的措施有： (1)仔细调整，使每次实验时杠杆都在水平位置平衡； (2)细心测量每个钩码的质量，看与其标明的质量是否一致； (3)可以多测几组实验数据，避免实验的偶然性。 2.实验中，如果杠杆不在水平位置平衡，动力臂和阻力臂能否直接从杠杆上读出 为什么 实验中，如 ... ...