初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆教学演示ppt课件

这是一份初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆教学演示ppt课件，共60页。
知识点一    杠杆1.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。
说明　“硬棒”是指杠杆在转动中,形变很小,可忽略。 杠杆的外形可以 是任意形状,可以是直的,也可以是弯的。 “支点”可在棒的一端,也可在 棒上其他位置。
2.杠杆的五要素如图12-1-1所示。 图12-1-1
说明　①动力和阻力并不一定分布在支点的两边,也可在支点的同一边;②动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的,但二者的方向不一定相反;③动力和阻力作用点都在杠杆上;④力臂是支点到力的作用线的距离,而不是到力的作用点的距离。
例1    (2019陕西西安长安一模)如图12-1-2所示,这款图钉来自一个初中生 的创意,翘起部分为我们预留下施力空间。当拔起图钉时,将图钉看做杠 杆,其支点为 (　　)A.A点　    B.B点C.C点　    D.D点  图12-1-2
解析　杠杆的五要素包括支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。该杠杆 的工作过程为:对A点施加动力,图钉绕D点转动,最终拔起图钉。因此支点 为D点,故答案为D。答案    D
知识点二    杠杆的平衡条件1.杠杆平衡是指杠杆在动力和阻力的作用下处于静止或匀速转动状态。2.探究:杠杆的平衡条件
说明　杠杆的平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
例2    (2019广西桂林二模)如图所示的四个杠杆,悬挂的重物G和杆长都相 同。若各杠杆均处于平衡状态,则所用的最大的力是(B图中BC的长度与D 图中AB的长度相等) (　　) 
解析　杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂。把重物对杠杆的 拉力看成是阻力,阻力和阻力臂相同时,动力臂越小,动力越大;阻力和动力 臂相同时,阻力臂越大,动力越大。A图,ABG;C 图,ABG。B图中BC的长度与D图中AB的长度相 等,B图中AB线段长度小于D图中的AC线段长度,所以,F4>F2,因此答案 为D。答案    D
知识点三    生活中的杠杆
例3    (2019北京海淀二模)如图所示,各种装置在正常使用过程中都可视为 杠杆,其中属于省力杠杆的是 (　　)  
解析　当动力臂小于阻力臂时,杠杆为费力杠杆。A中用瓶起子开瓶盖,动 力臂大于阻力臂,为省力杠杆;B中用镊子夹砝码,动力臂小于阻力臂,为费 力杠杆;C中用钓鱼竿钓鱼,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;D中用筷子夹食 品,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。故选A。答案    A
题型一    力臂及其相关作图例1    
(2019山西晋城一模)为保障人们的出行安全,铁路工人每时每刻都在确保 铁路安全。如图12-1-3所示的是工人用道钉撬撬起枕木上的道钉的示意 图,请在图中作出作用在A点的最小动力F1的示意图和阻力F2的力臂。
答案　如图12-1-4所示 图12-1-4
解析　由图可知,支点为O,阻力F2和阻力臂已固定,动力臂越大,动力越小, 要使动力F1最小,则需使动力臂最大,即OA为动力臂。
方法归纳    ①杠杆力臂作图五要点:三定一作一标,即确定支点;确定动力 (或阻力);确定动力(或阻力)的作用线;从支点向动力(或阻力)的作用线作 垂线段;标出力臂。②要根据动力和阻力的作用效果来确定动力和阻力的 方向(动力使杠杆旋转,阻力阻碍杠杆旋转)。
例2    (2018山东滨州中考)小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的 实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和0.5 N 重的钩码若干个。 图12-1-5(1)如图12-1-5A所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向　     　    (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在　　　    位置平衡,目的是便
题型二    杠杆平衡条件的实验探究及应用
于测量　　　    ,支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆　　　    对平衡的 影响。(2)小明同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图B所示,他们记录 的数据为:动力F1=1.5 N,动力臂L1=0.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂L2=　　         m。(3)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的 结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是:动力×支点到动力作用点的距 离=阻力×支点到阻力作用点的距离。与小组同学交流后,乙同学为了证明 丙同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,此实验　　　    (选填“能” 或“不能”)说明该结论是错误的。图C实验中,已知杠杆上每个小格长度
为5 cm,每个钩码重0.5 N,当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30° 角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,动力×动力臂　　　    (选填“等于” 或“不等于”)阻力×阻力臂。
解析　(1)杠杆左端下沉,应将左端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位 置平衡,使力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,支点选在杠杆的中点是为了 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;(2)杠杆平衡条件为:F1L1=F2L2,由杠杆平 衡条件得1.5 N×0.1 m=1 N×L2,解得L2=0.15 m;(3)甲同学的做法不合理,一 组数据太少,具有偶然性,不能找出普遍规律;(4)丙同学通过对数据分析后 得出的结论是:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点 的距离。与小组同学交流后,乙同学为了证明丙同学的结论是错误的,他做 了如图C的实验,此实验能说明丙同学的结论是错误的;阻力×阻力臂=4×0. 5 N×3×5 cm=30 N·cm,动力×动力臂=3 N× ×4×5 cm=30 N·cm,故杠杆在水平位置平衡时,动力×动力臂等于阻力×阻力臂。
答案　(1)右　水平　力臂　自重　(2)0.15　(3)一组实验数据太少,具有偶 然性,不能找出普遍规律　(4)能　等于
知识点一    杠杆1.(2019广东茂名月考)以下概念不是杠杆的基本要素的是 (　　)A.支点　　B.动力　　C.阻力臂　　D.重心答案    D　杠杆的五要素包括支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。不 包括重心,因此答案为D。
2.(2018四川峨眉山二模)关于杠杆,下列说法中正确的是 (　　)A.杠杆一定是一根直的硬棒B.杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中间位置C.力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上D.作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力相反答案    C　杠杆的形状不是固定的,例如滑轮、剪刀、筷子等都是杠杆;支 点指杠杆绕着转动的点,不一定在杠杆的中间位置;力臂不一定在杠杆上; 动力可与阻力的方向相同。故选C。
知识点二    杠杆的平衡条件3.(2018山东青岛中考)实验探究:探究杠杆的平衡条件
答案　①F1L1=F2L2　②c　③如图所示 
解析　①由表中数据可知杠杆的平衡条件为:F1L1=F2L2。②如果实验次数 太少,得出的结论不具有普遍性,在多次实验的基础上才能得出普遍性的物 理规律,故选c。③支点到动力作用线的距离是动力臂。
知识点三    生活中的杠杆4.(2019湖南永州冷水滩一模)如图所示的工具中,在使用时属于费力杠杆 的是 (　　) 
答案    A　当动力臂小于阻力臂时,杠杆为费力杠杆。A中动力臂小于阻 力臂,杠杆为费力杠杆;B、C中,动力臂大于阻力臂,杠杆为省力杠杆;D中动 力臂等于阻力臂,杠杆为等臂杠杆,因此答案为A。
1.(2019河南中考)如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。选 项图能正确表示它工作示意图的是 (　　)  
答案    B　由图知,起子向上用力时,围绕左端转动,因此支点在左端,又动 力的方向向上,使杠杆沿逆时针转动,所以,阻力的方向向下,使杠杆沿顺时 针转动,故选B。
2.静止的杠杆在加上一个外力F的作用后仍保持静止,那么力F的力臂等于 　    m,此时力的作用线通过　    。
答案　0　支点解析　杠杆静止,说明杠杆处于平衡状态,加上一个外力F的作用后仍保持 静止,此时力F的作用线通过支点,其力臂为0 m。
3.人的前臂可以看成杠杆,如图所示,图中O为支点,一人手内握有一个铁球, 肱二头肌收缩产生动力可将铁球拿起。在图中画出动力的方向及阻力臂 L2。 
解析　阻力F2竖直向下,从支点O向阻力的作用线作垂线段,垂线段的长度 是力F2的力臂,即阻力臂L2;动力的方向沿肱二头肌收缩的方向,故动力F1的 方向斜向上。
4.(2018河北模拟)探究杠杆的平衡条件: (1)当杠杆静止在图甲所示的位置时,杠杆处于　　　    (选填“平衡”或 “不平衡”)状态;如图甲中,应将右端的平衡螺母向　　　    (选填“左” 或“右”)调节使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了　　　　　　　     　    ;(2)小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态,测出此时的拉力大小
为F1,发现,F1L1≠F2L2,其原因是:　　　　　　　    。
答案　(1)平衡　右　便于测量力臂大小　(2)F1的力臂测量错误解析　(1)杠杆静止时处于平衡状态;图甲中,杠杆右高左低,应将右端的平 衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,这样便于测量力臂大小。(2)图 中,拉力F1的方向与水平杠杆不垂直,只有力的方向与杠杆垂直时,力臂才 能从杠杆上直接读出来,小明误把图中L1当成了拉力的力臂,所以会出现F1 L1≠F2L2。
1.(独家原创试题)如图12-1-1所示,小明想把箱子推倒,使其向右翻滚,此时 箱子相当于一个杠杆,则关于这个杠杆的说法正确的是 (　　) 图12-1-1A.小明的手放的位置越向上就可能越省力B.箱子相当于一个省力杠杆C.这个杠杆的支点在箱子的左下方的顶点处D.刚好使箱子翻滚时,用力的大小与手的位置有关,但与用力的方向无关
答案    A　把箱子推倒时,箱子会绕右下角转动,它的右下角相当于该杠杆 的支点,C错误;由图知,手的位置越向上,动力臂可能越长,在阻力和阻力臂 不变的情况下,动力就可能越小,即越省力,A正确;该杠杆是否省力还与力 的方向有关,在动力作用点不变的情况下,改变力的方向,动力臂会变, 故B、D错误。
2.(2017山东聊城中考)如图12-1-2所示,在“探究杠杆的平衡条件”实验 中,已知杠杆上每个小格长度为2 cm,当弹簧测力计在A点斜向上(与水平方 向成30°角)拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,下列说法正确的是 (　　) 图12-1-2A.动力臂为0.08 m　    B.此时为省力杠杆
C.弹簧测力计的示数为4 N　    D.钩码总重为2 N
答案    D　弹簧测力计在A点斜向上(与水平方向成30°角)拉杠杆,此时动 力臂L1= OA= ×4×2 cm=4 cm=0.04 m,A错误;阻力臂L2=3×2 cm=6 cm>L1,杠杆为费力杠杆,B错误;图中弹簧测力计的示数为3 N,C错误;根据杠杆的 平衡条件F1L1=F2L2得F2= = =2 N,则G=F2=2 N,故D正确。故选D。
3.(2019天津一模)如图12-1-3甲所示,使用指甲剪时,以F为动力的杠杆ABC 是　　　    (选填“省力”或“费力”)杠杆;如图乙所示,在处于水平平衡 的杠杆上的D点,挂上4个钩码,若使杠杆在水平位置保持平衡,在杠杆上E 点应挂　　　    个相同的钩码。  图12-1-3
答案　省力　3解析    当动力臂大于阻力臂时,杠杆为省力杠杆。由图可知,B点为支点, AB为动力臂,BC为阻力臂,AB>BC,动力臂大于阻力臂,杠杆ABC为省力杠 杆。杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂。由图可知,F1×OD=F2 ×OE,F2= = =3G,因此在杠杆上E点应挂3个相同的钩码。
4.(2018安徽中考)图12-1-4a所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我 们可将图a简化成如图b所示的杠杆,不计自重。若铅球质量m=3 kg,OA=0. 03 m,OB=0.30 m,求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1大小(g取10 N/kg)。 图12-1-4
答案　300 N解析　根据杠杆平衡条件,有F1l1=F2l2将F2=mg=30 N,l1=OA=0.03 m,l2=OB=0.30 m代入可得F1=300 N
1.(2019山东临沂平邑一模)如图所示,用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆 平衡条件”的实验(每个钩码重相等),下列说法正确的是 (　　) A.实验前出现图中所示情况,应将杠杆的平衡螺母向左调 
B.在AB处各减少一个钩码,杠杆仍然能保持平衡
 C.实验时,在C处挂5个钩码,再向左移动平衡螺母调节杠杆平衡 D.弹簧测力计由竖直方向逐渐向右转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测
答案    D　杠杆左端下沉,说明杠杆“左重右轻”,应将平衡螺母向右调节, A错误;杠杆的平衡条件为“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,由图可知,3G×2 L=2G×3L, A、B处各减少一个钩码,2G×2L>G×3L,B错误;实验开始后,不可 调节平衡螺母,C错误;弹簧测力计由竖直方向逐渐向右转动,动力臂逐渐变 短,由于阻力和阻力臂不变,则弹簧测力计的示数逐渐变大,D正确。
2.(2017广东汕头潮阳模拟)列车上有出售食品的手推车(如图所示)。若货 物在车内摆放均匀,当前轮遇到障碍物时,售货员向下按扶把,这时手推车 可以视为　　　    杠杆,支点是　　　    ;当后轮遇到障碍物时,售货员向 上提扶把,这时支点是　　　    ,手推车可以视为　　　    杠杆。 
答案　省力　后轮　前轮　省力解析　当前轮遇障碍物时,售货员向下按扶把,这时支点是后轮,显然动力 臂大于阻力臂,则手推车可看成省力杠杆;当后轮遇到障碍物时,售货员向 上提扶把,这时支点是前轮,显然动力臂大于阻力臂,此时手推车可看成是 省力杠杆。
3.(2019山东临沂沂水二模)探究杠杆平衡条件实验。实验前,发现杠杆右 端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将左端螺母向　　　    调节。如图所 示,实验时,在杠杆左边A处挂两个相同钩码(每个钩码50 g),要使杠杆再次 在水平位置平衡,左端B处弹簧测力计读数为　　　    N(g取10 N/kg)。 
答案　右　0.8解析　杠杆左端下沉,则需要将平衡螺母向右调节;由杠杆的平衡条件为 “动力×动力臂=阻力×阻力臂”得,F1×4L=F2×5L,F2= = =0.8 N。
4.(2018山东德州中考)手机自拍已成一种时尚。如图所示是使用自拍杆辅 助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看做一个轻质杠杆,O点是支点。请 在图中画出:(1)施加在A点最小的动力F1;(2)力F2的力臂L2。 
解析    阻力与阻力臂不变时,动力臂越大,动力越小,故当动力F1垂直OA斜 向上时,动力臂是最大的,此时的动力F1最小;阻力F2的方向是竖直向下的, 从O点到力F2的作用线的距离,即阻力臂L2。
5.假期里,小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。活动要求是 家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上,恰好使木板水平 平衡。 (1)若小兰和爸爸的体重分别为400 N和800 N,小兰站在距离中央支点2 m 的一侧,爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?(2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上,现在他们同时开始匀速相向行 走,小兰的速度是0.5 m/s,爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破 坏?
答案　(1)1 m　(2)0.25 m/s解析　(1)小兰对木板施加的力F1=400 N,小兰对木板作用力的力臂l1=2 m, 爸爸对木板施加的力F2=800 N,设爸爸对木板作用力的力臂为l2,根据杠杆 平衡条件有F2l2=F1l1,代入数据得800 N×l2=400 N×2 m,则l2=1 m。(2)小兰匀速行走的速度是v1=0.5 m/s,设爸爸的速度是v2,他们行走的时间 是t,则此时小兰对木板作用力的力臂是2 m-0.5 m/s×t,爸爸对木板作用力的 力臂为1 m-v2t,根据杠杆平衡条件有400 N×(2 m-0.5 m/s×t)=800 N×(1 m-v 2t),解得v2=0.25 m/s。
1.(2019山东济南历城一模,7,★☆☆)如图,下列工具在使用中属于省力杠 杆的是 (　　) 
答案    A　当动力臂大于阻力臂时,杠杆为省力杠杆。A中动力臂大于阻 力臂,杠杆为省力杠杆;B中动力臂等于阻力臂,杠杆为等臂杠杆;C、D中动 力臂小于阻力臂,杠杆为费力杠杆。因此答案为A。
2.(2019山东济宁嘉祥模拟,8,★★☆)一根轻质杠杆两端分别挂着质量不等 的两铁块,如图12-1-5所示,此时杠杆静止。若将铁块1浸没于水中,同时将 铁块2浸没于酒精中,则下列说法正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3) (　　)  图12-1-5A.杠杆仍然平衡　    B.左端下沉,右端上升C.左端上升,右端下沉　    D.无法确定
答案    C　由杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”知,杠杆静 止时,G1L1=G2L2,铁块1浸没于水中,铁块2浸没于酒精中,两铁块会受到浮力 的作用,左端F1L1=ρ铁gV1L1-F浮水L1=ρ铁gV1L1-ρ水gV1L1,右端F2L2=ρ铁gV2L2-F浮酒L2 =ρ铁gV2L2-ρ酒gV2L2,ρ水>ρ酒,G1L1=G2L2,则F1L1