初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）第一节 探究：杠杆的平衡条件优秀第一课时一课一练

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第1课时 杠杆及平衡条件
教材任务驱动
任务一 认识杠杆
1.定义:在力的作用下能绕着 转动的硬棒。
2.杠杆的五要素
【走进生活】
如图所示是人们垂钓时的情景,鱼竿可视为杠杆。想一想:支点在什么地方?动力和阻力分别是什么?
任务二 探究杠杆的平衡条件
【探究准备】
1.杠杆的平衡状态:杠杆在动力和阻力作用下 或绕支点匀速转动。
2.为了便于测量力臂,调节杠杆在 位置平衡。
【探究过程】
【设计实验与制订计划】
1.实验器材的组装和选取
2.制订实验方案
分别改变支点两边悬挂钩码的 和悬挂位置,探究杠杆平衡时 、动力臂和阻力、 之间的关系。
【进行实验与收集证据】
1.实验操作:
(1)调节 ,将没挂钩码的杠杆调节至 位置平衡。
(2)改变悬挂的钩码个数(动力F1、阻力F2),移动其悬挂的位置,使杠杆仍在水平位置平衡,将数据填入表中。
2.实验数据:
【分析与论证】
杠杆的平衡条件是 ,用公式可表示为 。
【交流与评估】
1.多次改变钩码的数量及悬挂钩码的位置,目的是什么?
【温馨提示】→操作注意事项
1.调节杠杆使其在水平位置平衡的原则是“左偏右调、右偏左调”。
2.改变钩码的个数和悬挂的位置后,不能再通过调节平衡螺母来使杠杆在水平位置平衡。
3.挂钩码时,支点两侧只能存在两个悬挂点。
典题疑难突破
考点一力臂的画法
【典题1】(2024·盐城中考)如图所示,画出用起子撬图钉的动力F1的力臂l1。

【技法点拨】 “四步法”画杠杆力臂
【变式】(2024·盘锦期末)图甲是一名中学生志愿者参加公益劳动的照片。该学生在用笤帚清扫落叶,以O为支点,作用在A点的动力为F1,在图乙中画出动力F1的力臂l1及作用在B点的阻力F2的示意图。
考点二探究杠杆的平衡条件
【典题2】【一题式探究】小华组利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
【实验装置】
(1)实验前,杠杆在支架上静止时如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点,其目的是消除 对实验的影响;
【进行实验】
(3)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表格。图乙是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据a为 ,b为 ;
(4)图乙中,若在两端各减去一个钩码,杠杆 (选填“能”或“不能”)平衡,若左侧钩码不动,则应该将右侧的钩码向 移动 格,才能使杠杆重新平衡。
【实验延伸】
(5)如图丙所示,杠杆恰能保持静止。面对这样的实验现象,在接下来的探究步骤中,该小组面临的困难是 。
(6)小华同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组同学利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆A点处挂上2个钩码(若每个钩码重0.5 N),以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,杠杆在水平位置平衡时F1l1 (选填“大于”“等于”或“小于”)F2l2。
【创新实验】
(7)【装置改进】得出结论后,小华组改用弹簧测力计做实验:
①如图戊所示,使杠杆在水平位置平衡,此方法的缺点是
(选填“不易测量力臂的大小”或“不便直接读出拉力的大小”);
②将弹簧测力计从a位置移动到b位置,如图己所示。在此过程中杠杆始终在水平位置平衡,弹簧测力计示数将 。(选填“变大”“不变”或“变小”)
(8)【生活实践】杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图庚所示,质量忽略不计的杆秤水平静止,O为支点,则被测物体的质量为 kg,若被测物体质量增大,应该调节秤砣悬挂点向 (选填“左”或“右”)移动才能使杆秤再次平衡。
【技法点拨】 1.杠杆偏转方向的判断:比较力和力臂的乘积,哪边大杠杆就向哪边偏转。
2.将一端钩码换成弹簧测力计的目的:
(1)能直接读出拉力的大小,实验操作更方便;
(2)可以改变拉力的方向。
【规避雷区】
易错点:不能正确判断杠杆的五要素
【易错题】 如图所示,在筷子盒A处施加向下的力时,筷子会从出口滚出。忽略筷子的压力,以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是( )
【纠错】
杠杆受二力平衡时,两个力的作用效果相反。若动力F1使杠杆顺时针转动,则阻力F2使杠杆逆时针转动,作用效果抵消。
图例
支点
杠杆绕着转动的 ,用“O”表示
动力
使杠杆转动的力,用“ ”表示
阻力
杠杆转动的力,用“F2”表示
动力臂
从支点到 的距离,用“l1”表示
阻力臂
从支点到 的距离,用“l2”表示
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
l2/cm
1

20
1.0
10
2
1.5

1.0
15
3
2.0
10
1.0

实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.5
0.2
2
0.25
2
2
0.15
1.5
0.2
3
1.5
0.1
a
b