第1課時(shí) 杠桿及平衡條件
教材任務(wù)驅(qū)動(dòng)
任務(wù)一 認(rèn)識(shí)杠桿
1.定義:在力的作用下能繞著 轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。
2.杠桿的五要素
【走進(jìn)生活】
如圖所示是人們垂釣時(shí)的情景,魚竿可視為杠桿。想一想:支點(diǎn)在什么地方?動(dòng)力和阻力分別是什么?
任務(wù)二 探究杠桿的平衡條件
【探究準(zhǔn)備】
1.杠桿的平衡狀態(tài):杠桿在動(dòng)力和阻力作用下 或繞支點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.為了便于測(cè)量力臂,調(diào)節(jié)杠桿在 位置平衡。
【探究過(guò)程】
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃】
1.實(shí)驗(yàn)器材的組裝和選取
2.制訂實(shí)驗(yàn)方案
分別改變支點(diǎn)兩邊懸掛鉤碼的 和懸掛位置,探究杠桿平衡時(shí) 、動(dòng)力臂和阻力、 之間的關(guān)系。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
1.實(shí)驗(yàn)操作:
(1)調(diào)節(jié) ,將沒(méi)掛鉤碼的杠桿調(diào)節(jié)至 位置平衡。
(2)改變懸掛的鉤碼個(gè)數(shù)(動(dòng)力F1、阻力F2),移動(dòng)其懸掛的位置,使杠桿仍在水平位置平衡,將數(shù)據(jù)填入表中。
2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
【分析與論證】
杠桿的平衡條件是 ,用公式可表示為 。
【交流與評(píng)估】
1.多次改變鉤碼的數(shù)量及懸掛鉤碼的位置,目的是什么?
【溫馨提示】→操作注意事項(xiàng)
1.調(diào)節(jié)杠桿使其在水平位置平衡的原則是“左偏右調(diào)、右偏左調(diào)”。
2.改變鉤碼的個(gè)數(shù)和懸掛的位置后,不能再通過(guò)調(diào)節(jié)平衡螺母來(lái)使杠桿在水平位置平衡。
3.掛鉤碼時(shí),支點(diǎn)兩側(cè)只能存在兩個(gè)懸掛點(diǎn)。
典題疑難突破
考點(diǎn)一力臂的畫法
【典題1】(2024·鹽城中考)如圖所示,畫出用起子撬圖釘?shù)膭?dòng)力F1的力臂l1。

【技法點(diǎn)撥】 “四步法”畫杠桿力臂
【變式】(2024·盤錦期末)圖甲是一名中學(xué)生志愿者參加公益勞動(dòng)的照片。該學(xué)生在用笤帚清掃落葉,以O(shè)為支點(diǎn),作用在A點(diǎn)的動(dòng)力為F1,在圖乙中畫出動(dòng)力F1的力臂l1及作用在B點(diǎn)的阻力F2的示意圖。
考點(diǎn)二探究杠桿的平衡條件
【典題2】【一題式探究】小華組利用如圖所示的裝置來(lái)探究“杠桿的平衡條件”。
【實(shí)驗(yàn)裝置】
(1)實(shí)驗(yàn)前,杠桿在支架上靜止時(shí)如圖甲所示,此時(shí)杠桿處于 (選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài);
(2)把質(zhì)量分布均勻的杠桿中點(diǎn)O作為支點(diǎn),其目的是消除 對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響;
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
(3)在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼,第1、2次杠桿平衡時(shí)的數(shù)據(jù)已填入表格。圖乙是第3次杠桿平衡時(shí)的情景,此次杠桿右側(cè)的阻力和阻力臂的數(shù)據(jù)a為 ,b為 ;
(4)圖乙中,若在兩端各減去一個(gè)鉤碼,杠桿 (選填“能”或“不能”)平衡,若左側(cè)鉤碼不動(dòng),則應(yīng)該將右側(cè)的鉤碼向 移動(dòng) 格,才能使杠桿重新平衡。
【實(shí)驗(yàn)延伸】
(5)如圖丙所示,杠桿恰能保持靜止。面對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,在接下來(lái)的探究步驟中,該小組面臨的困難是 。
(6)小華同學(xué)提出,若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn),杠桿的平衡條件是否仍然成立?于是該小組同學(xué)利用圖丁所示的裝置進(jìn)行探究,在杠桿A點(diǎn)處掛上2個(gè)鉤碼(若每個(gè)鉤碼重0.5 N),以彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為動(dòng)力F1,鉤碼處繩子拉力為阻力F2,杠桿在水平位置平衡時(shí)F1l1 (選填“大于”“等于”或“小于”)F2l2。
【創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)】
(7)【裝置改進(jìn)】得出結(jié)論后,小華組改用彈簧測(cè)力計(jì)做實(shí)驗(yàn):
①如圖戊所示,使杠桿在水平位置平衡,此方法的缺點(diǎn)是
(選填“不易測(cè)量力臂的大小”或“不便直接讀出拉力的大小”);
②將彈簧測(cè)力計(jì)從a位置移動(dòng)到b位置,如圖己所示。在此過(guò)程中杠桿始終在水平位置平衡,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將 。(選填“變大”“不變”或“變小”)
(8)【生活實(shí)踐】桿秤是利用杠桿平衡原理制成的測(cè)量物體質(zhì)量的工具。如圖庚所示,質(zhì)量忽略不計(jì)的桿秤水平靜止,O為支點(diǎn),則被測(cè)物體的質(zhì)量為 kg,若被測(cè)物體質(zhì)量增大,應(yīng)該調(diào)節(jié)秤砣懸掛點(diǎn)向 (選填“左”或“右”)移動(dòng)才能使桿秤再次平衡。
【技法點(diǎn)撥】 1.杠桿偏轉(zhuǎn)方向的判斷:比較力和力臂的乘積,哪邊大杠桿就向哪邊偏轉(zhuǎn)。
2.將一端鉤碼換成彈簧測(cè)力計(jì)的目的:
(1)能直接讀出拉力的大小,實(shí)驗(yàn)操作更方便;
(2)可以改變拉力的方向。
【規(guī)避雷區(qū)】
易錯(cuò)點(diǎn):不能正確判斷杠桿的五要素
【易錯(cuò)題】 如圖所示,在筷子盒A處施加向下的力時(shí),筷子會(huì)從出口滾出。忽略筷子的壓力,以下能正確表示按下A處時(shí)杠桿示意圖的是( )
【糾錯(cuò)】
杠桿受二力平衡時(shí),兩個(gè)力的作用效果相反。若動(dòng)力F1使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則阻力F2使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),作用效果抵消。
圖例
支點(diǎn)
杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的 ,用“O”表示
動(dòng)力
使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用“ ”表示
阻力
杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,用“F2”表示
動(dòng)力臂
從支點(diǎn)到 的距離,用“l(fā)1”表示
阻力臂
從支點(diǎn)到 的距離,用“l(fā)2”表示
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
動(dòng)力
F1/N
動(dòng)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

實(shí)驗(yàn)次數(shù)
動(dòng)力F1/N
動(dòng)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

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第一節(jié) 探究：杠桿的平衡條件

版本： 滬科版（2024）

年級(jí)： 八年級(jí)全冊(cè)（2024）

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