8年级下册沪科版物理 第十章 第一节 科学探究:杠杆的平衡条件 第2课时 逐字稿-4,102字

  师:同学们大家好,欢迎走进物理课堂。今天这节课我们学习初中物理上海科学技术出版社八年级第十章第一节科学探究杠杆的平衡条件第二课时。上堂课我们一起学习了杠杆,现在来复习一下。通过上堂课,我们认识了杠杆,知道杠杆是一根绕固定点转动的硬棒,也了解了杠杆上各部分的名称。还通过探究实验,得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。那杠杆在生活中有哪些运用呢?今天这节课,我们就来共同讨论杠杆的运用。

  大家看这三幅图片,它们分别描述了什么场景呢?第一幅图片是用钉锤撬钉子;第二幅图片是用钓鱼竿钓鱼;第三幅图片是小朋友玩跷跷板。这些杠杆有什么不同点呢?接下来,请同学们分别画出每幅图片上的支点,并画出它的动力臂、阻力和阻力臂。

  画好了吗?我们一起来核对一下。钉锤,首先找出它的支点O,将动力的作用线反向延长,过支点O做这条延长线的垂线,垂线段的长度即为动力臂L1。钉锤的阻力,过O点做阻力的垂线,垂线段的长度即为阻力臂L2。

  鱼竿,找出钓鱼竿的支点O,它的动力F1,同样做动力作用线的垂线,垂线段的长度即为动力臂L1。画出阻力F2,将阻力的作用线延长,过O点做阻力作用线的垂线,垂线段的长度即为阻力臂L2。

  跷跷板,找到支点O,画出动力,将动力的作用线反向延长,过O点做延长线的垂线,垂线段的长度即为动力臂L1。画阻力F2,过O点做F2的垂线,垂线段的长度即为阻力臂L2。

  请大家仔细观察这3种杠杆中动力臂与阻力臂的关系,你们发现了什么呢?相信同学们已经发现,这三种杠杆动力臂与阻力臂的关系各不相同。我们分别来看,钉锤的动力臂大于阻力臂;钓鱼竿的动力臂小于阻力臂;跷跷板的动力臂等于阻力臂。

  根据杠杆的平衡条件F1L1 = F2L2,因为钉锤的动力臂大于阻力臂,所以它的动力小于阻力,也就是说用较小的动力就可以克服较大的阻力。这种杠杆在使用时是省力的,我们把它叫做省力杠杆。

  同样根据杠杆的平衡条件,钓鱼竿的动力臂小于阻力臂,所以它的动力大于阻力,使用时要用较大的动力才能克服较小的阻力,这种杠杆使用起来费力,我们把它称为费力杠杆。

  还是依据杠杆的平衡条件,跷跷板的动力臂等于阻力臂,所以它的动力等于阻力,这种杠杆在使用时既不省力也不费力,这就是等臂杠杆。

  杠杆可以分为三类:第一类,省力杠杆,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,比如红酒开瓶器、夹核桃的核桃钳;第二类,费力杠杆,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,比如吃饭的筷子、划船的船桨;第三类,等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,动力等于阻力,比如天平。

  不同种类的杠杆在生活中使用时有什么特点呢?我们来看这幅图片,将一根木棒固定在支架上,在木棒的一端施加一个竖直向下的力F1,物块就缓慢转动到水平位置。请同学们在这张图上标出它的动力臂和阻力臂,看看它们之间的关系。大家都看出来了,它的动力臂大于阻力臂,那它是什么杠杆呢?对,就是我们刚才学习的省力杠杆。接下来我们一起标一下动力作用点移动的距离H1和阻力作用点移动的距离H2,同学们比较一下它们的大小,H1大于H2,这意味着什么呢?也就是说动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离,这种杠杆在使用时省力,但费距离。

  我们再看下一张图片,同样将一根木棒固定在支架上,不过支点的位置改变了。往一端添加一个竖直向下的力F1,在这个力的作用下,木棒缓慢转动到水平位置。请同学们标出它的动力臂和阻力臂,我们一起来看看这个杠杆的动力臂和阻力臂之间又是什么关系呢?同学们应该很容易发现,这里的动力臂小于阻力臂,那它又是什么杠杆呢?同学们都知道,它是费力杠杆。继续在这个图中标出动力作用点移动的距离h1和阻力作用点移动的距离h2,比较一下,h1小于h2,这是什么意思呢?也就是动力作用点移动的距离小于阻力作用点移动的距离,这种杠杆在使用过程中费力,但省距离。

  我们通过两幅图片分别讨论了省力杠杆和费力杠杆的情况,那等臂杠杆又是什么情况呢?请同学们自己在课下研究一下等臂杠杆的情况,你会发现,等臂杠杆既不省力,也不省距离。所以杠杆有这样一些特点:省力杠杆省力,但费距离;费力杠杆费力,但省距离;等臂杠杆既不省力,也不省距离。

  通过刚才的学习,我们认识了杠杆的三种类型,并且知道了每种杠杆都有其特点。接下来我们一起归纳一下:省力杠杆,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,特点是省力但费距离;费力杠杆,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,特点是费力但省距离;等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,特点是既不省力也不省距离。无论是省力杠杆还是费力杠杆,都各有所长,我们在使用时要扬长避短,灵活运用。

  接下来我们看一道例题,独轮车的车斗和车内的煤受到的总重力为900牛,可以视为作用于A点,车轴为支点。将车把抬起时,作用在车把上向上的力是多大呢?此时的独轮车又是一个什么杠杆呢?请同学们思考。

  大家想好了吗?我们来共同讨论一下。首先要在图中找出杠杆支点O,它的动力f以及它的阻力大G,画出它的动力臂L1和阻力臂L2。根据杠杆的平衡条件FL1 = GL2,代入数据可得f = 270牛。那它属于什么杠杆呢?相信同学们已经发现,它的动力臂L1大于它的阻力臂L2,所以它是一个省力杠杆。

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