【核心素养】人教版八年级下册+第十二章《简单机械》+单元复习课件

这是一份【核心素养】人教版八年级下册+第十二章《简单机械》+单元复习课件，共60页。PPT课件主要包含了滑轮组等内容，欢迎下载使用。
第1节 杠杆（lever）
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒.①支点：杠杆可以绕其转动的点0.②动力：使杠杆转动的力F1 （人施加的力）.③阻力：阻碍杠杆转动的力F2 （物体施加的力）.④动力臂：从支点到动力作用线的距离l1.⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2.①平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时.②平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1＝F2l2　①省力杠杆：l1＞l2，F1＜F2，省力，费距离.②费力杠杆：l1＜l2 ，F1＞F2，费力，省距离.③等臂杠杆：l1=l2， F1=F2，不省力，也不费距离.
1. 杠杆的概念一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
注意： ① “硬棒” 是指在力的作用不发生形变。杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。②一根硬棒要成为杠杆，应具备两个条件：要有力的作用；能绕某一固定点转动。同时满足，缺一不可。
2. 描述杠杆特征的“五要素”（1）杠杆的“五要素”①支点：杠杆绕着转动的点O. ②动力：使杠杆转动的力F1.③阻力：阻碍杠杆转动的力F2.④动力臂：从支点到__________的距离l1.⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2.
（2）透析杠杆五要素①支点：一定在杠杆上；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变。②动力与阻力：作用点都在杠杆上，分别使杠杆向相反方向转动，动力和阻力是相对的。
③力臂：支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离；力臂不一定在杠杆上（如图中l1）；若力的作用线过支点，则力臂为0。
第一步：先确定支点O和动力F1 、阻力F2的方向。如图所示。第二步：确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向（或反方向）分别画虚线，即为动力、阻力的作用线，如图所示。第三步：画出动力臂和阻力臂。由支点向力的作用线作垂线，从支点到垂足的距离就是力臂，并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”“l2”，如图所示。
知识二、杠杆的平衡条件
（1）杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力臂和阻力臂共同决定的。为了研究其平衡条件，可以在杠杆处于平衡状态时，分别测出动力F1、阻力F2、动力臂l1和阻力臂l2，然后经过大量的数据对比，归纳出杠杆的平衡条件。（2）实验器材：杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计。（3）实验数据记录表格
1. 探究杠杆的平衡条件
（1）把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在_________平衡。（2）在杠杆两边挂不同数量的钩码，把支点右边的钩码对杠杆的作用力当作动力F1，支点左边的钩码对杠杆的作用力当作阻力F2。调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡，将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2的实验数据填入表中。
（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡，再做几次实验。 （4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。
注意：弹簧测力计只有沿竖直方向施加力，才可以直接读出力臂。
实验结果表明，动力臂越长，需要的力越小；动力臂越短，需要的力越大。二者之间是______关系。
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1 L1 = F2 L2
（1）杠杆在水平位置静止的目的是：一是使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响；二是便于直接读出_______。（2）多次测量获得多组实验数据的目的是：避免偶然性，获得普遍性的结论。（3）在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，不能再调节平衡螺母。（4）读数时，杠杆仍要保持处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。
（5）弹簧测力计一定沿_____方向施加力。
如图甲所示，弹簧测力计沿竖直方向施加力时，力臂l1=10cm，可以直接读出。
如图乙所示，弹簧测力计不沿竖直方向施力，力臂为l2， l2 ＜l1=10cm，不能直接从杠杆上读出。
2. 杠杆的平衡条件
杠杆平衡时：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
公式表示： F1 L1=F2 L2
注意：①应用公式计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要用牛（N），动力臂和阻力臂的单位要相同（cm或m）。②杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；乘积相等就平衡；否则沿着乘积大的那端转动。
作用在杠杆上两个力的大小与他们的力臂成反比.
这就是阿基米德发现的杠杆原理.
1. 杠杆的分类
2. 分析省力杠杆
如图所示，动力臂 l1大于阻力臂l2 ，动力 F1小于阻力F2，即省力。动力作用点移动的距离AAʹ大于阻力作用点阻力移动的距离BBʹ ，即费距离。
3. 分析费力杠杆
甲图所示是赛艇的船桨，乙图是船桨的杠杆模型。划船时船桨绕着支点O转动，手的作用力F1为动力，作用点为A点；水对船桨的力F2为阻力，作用点为B点。因为动力臂l1小于阻力臂l2，所以是费力杠杆，但划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。
4. 分析等臂杠杆 如图所示的等臂杠杆，动力臂l1等于阻力臂l2，动力F1等于阻力F2 ；使用时，动力作用点移动的距离等于作用点阻力移动的距离，不省距离也不费距离。
视频总结——《杠杆与杠杆的平衡条件》
【例题1】如图甲所示为钢丝钳，乙图是其中一个杠杆的示意图，这个杠杆所受阻力的施力物体是 _____（选填“手”、“钳子”或“钢丝”），阻力的示意图是图乙中的_______（选填“A”或“B”）；已知动力F1大小为120N，阻力大小为720N，动力臂为12cm，则阻力臂为_______ cm。
【例题2】肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（　　） A．前臂杠杆是省力杠杆B．肘关节处可以视为支点C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力D．前臂保持水平时，阻力臂最长
ABC．用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处。用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一个费力杠杆；故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意。D．前臂保持水平时，阻力F2到支点的作用线的距离最远，即阻力臂最长，故D正确，不符合题意。 故选A。
【例题3】如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（　　）A．F的大小为物重的2倍B．物重增加5N，F的大小也增加5NC．物体悬挂点右移，拉力F会增大D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
A．由图知，OA=AB，阻力臂为动力臂的一半，根据杠杆的平衡条件可知F×OB=G×OA，由于OB=2×OA，所以拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；B．若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件得，（F+ΔF）×OB= （G+5N）×OA 解得ΔF=2.5N； 故B错误；C．当悬挂点右移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，则动力F将变大，故C正确；D．保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。 故选C。
【例题4】在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验，部分实验数据如下表所示。由表中数据可得， F1、F2、l1、l2之间的关系式是__________；
F1 l1 =F2l2 　
（2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向下拉，当杠杆在如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是________N；②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5 N，请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。
【例题5】俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，她的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。（1）图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小；
（2）图丙所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时她的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
第2节 滑轮（pulley）
01. 定滑轮和动滑轮
①定义：轴固定不动的滑轮，实质是等臂杠杆.②特点：不省力，但可以改变力的方向.①定义：轴随物体一起运动的滑轮.②实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆.③特点：省一半力，但不能改变力的方向.①定义：定滑轮和动滑轮组合在一起.②特点：既可以省力又可以改变力的方向. ③省力：F＝（G动+G轮）/n. 费距离：s=nh①组成：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成.②特点：能省力：F1R=F2r③应用：自行车脚踏板、汽车方向盘、门把手等.①特点：能省力：Fl=Gh.②应用：盘山公路、螺丝钉的螺纹等.
定滑轮、动滑轮、滑轮组的比较 (不计绳重、摩擦)
不省力不省距离能改变力的方向
省力、费距离，不能改变力的方向
s=nh（n为动滑轮上绳子段数）
省力、费距离，能否改变力的方向和绕线方式有关 
1. 定滑轮（1）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮，叫定滑轮。（2）定滑轮的特点不省力F=G；不省距离s=h ；能改变力的______。
知识一、定滑轮和动滑轮
（3）定滑轮的实质——等臂杠杆如图所示，定滑轮的轴心O为支点，动力臂l1与阻力臂l2都是滑轮的半径r。它实质上可以看成是能够连续转动的等臂杠杆；所以使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。
（4）用平衡力的知识研究定滑轮的特点
分析：如图，在忽略摩擦的情况下，物体受到重力G和拉力F作用，由于物体匀速上升，所以拉力F跟物体的重力G是一对平衡力，大小相等，即F=G。物体向上运动，用力的方向却是向下，所以，使用定滑轮能改变力的方向。
结论：使用定滑轮不省力，可以改变力的方向.
2. 动滑轮（1）动滑轮：工作时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。（2）动滑轮的特点： 省力F＜G；费距离s绳=2h物，不能改变力的______。（3）动滑轮的实质——动力臂是阻力臂2倍的杠杆如图所示，定滑轮O为支点，动力臂l1为滑轮的直径，阻力臂l2为滑轮的半径，在不计摩擦和动滑轮重时，动力是阻力的一半。
（4）用平衡力的知识研究动滑轮的特点
视频总结——《滑轮的几种使用方法分析》
1. 轮轴 （1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。（2）轮轴可以看成一个可连续转动的不等臂杠杆。支点在轴心0，_____R是动力臂，_______r阻力臂。
由杠杆的平衡条件得FR=Gr，因为R>r，所以 F