初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）杠杆学案

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）杠杆学案，共20页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，探究新知，当堂练习，课后反思等内容，欢迎下载使用。
物理观念:认识杠杆,知道关于杠杆的五要素(支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂),会画力臂;理解杠杆的平衡条件,并会相关计算;知道生活中杠杆的一些应用,能对杠杆分类。
科学思维:经历绘制杠杆示意图的过程,体会科学抽象的方法;通过观察和实验,了解杠杆的结构,具有一定的观察能力、分析和概括能力。
科学探究:经历探究杠杆平衡条件的过程,学习分析实验现象,寻找数据间的规律,从中归纳出实验结论的一般方法。
科学态度与责任:关心社会生产、生活,保持对自然现象的好奇心,并乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
【学习重点】
杠杆的五要素和平衡条件.
【学习难点】
力臂的作图、利用杠杆的平衡条件进行简单计算.
【自主预习】
1．杠杆:在____的作用下，能绕________转动的硬棒，叫做杠杆.
2．杠杆的五要素：支点指杠杆可以绕其____的点O；动力是使杠杆____的力F1；阻力是____杠杆转动的力F2；动力臂从支点O到动力F1____的距离L1；阻力臂是从支点到O阻力F2____的距离L2.
3．杠杆的平衡条件是____________，它的物理表达式是________.
4．常用的剪指刀是____杠杆，这类杠杆的特点是动力臂L1____阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2使用它可以____，即用较小的动力就可以克服较大的阻力；夹砝码的镊子是____杠杆，特点是动力臂L1____阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，使用它时可以省____；实验室常用的托盘天平是____杠杆.这类杠杆的动力臂L1____阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省____也不____力.
【探究新知】
探究点一杠杆
（一）杠杆的定义
1.活动：
= 1 \* GB3①用剪刀剪纸片
= 2 \* GB3②用钢丝钳剪断铁丝.
= 3 \* GB3③用笤帚扫地.
= 4 \* GB3④用镊子夹取砝码.

这些工具使用时有什么共同点？
共同特征：= 1 \* GB3①受_____的作用；= 2 \* GB3②绕_____转动；= 3 \* GB3③比较坚硬
2.杠杆的概念：在_____的作用下，能绕_____转动的硬棒，叫做杠杆.
3.分别找出围绕转动的点（支点）.
（二）杠杆的五要素
1.自主学习，阅读课本：什么是杠杆的五要素.
（1）支点：杠杆绕着转动的_____O.
（2）动力：使杠杆_____的力F1.
（3）阻力：_____杠杆转动的力F2.
（4）动力臂：支点到动力_____的距离l1.
（5）阻力臂：支点到阻力_____的距离l2.
点拨：
= 1 \* GB3①“力的作用线”是指过力的作用点沿力的方向所画的直线；力臂是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、l2）；若力的作用线过支点，则力臂为0.
= 2 \* GB3②支点：一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变.
= 3 \* GB3③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，一般把人对杠杆施加的作用力称为动力.
2.例题
例题1画出图中杠杆各力的力臂.
例题2如图，硬棒OB能绕支点O转动，A处用绳子拉住固定在墙壁上，B处悬挂重物.请画出物体所受的重力G的力臂和拉力F的力臂，分别用l1和l2表示.
动力臂和阻力臂的画法.
一找（找准支点、动力和阻力作用点）；二画（画出力的作用线）；三引（引垂线）；四标（标力臂――支点到垂足的距离）.
探究点二 杠杆的平衡条件
1．杠杆平衡状态：杠杆_____或_____转动（可以倾斜平衡）.
小组合作学习：
= 1 \* GB3①两侧的平衡螺母有什么用？
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= 2 \* GB3②杠杆在水平位置静止的目的是什么？
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= 3 \* GB3③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，还能再调节平衡螺母吗？
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= 4 \* GB3④多次测量获得多组实验数据的目的是什么？
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2.实验器材：杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计.
测量的物理量：动力、阻力、动力臂、阻力臂.
实验步骤：
（1）把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡.
（2）如图所示，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.
将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中.
3.结论：杠杆平衡时，_______________，公式表示: __________.
4.[想想议议]思考图示的杠杆与实验中的杠杆有什么不同？
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5.例题
例题3 据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如图所示）.测量时利用了一根长度为12m的槽钢作为杠杆.如图乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O.当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数F1为200N.测得L1为6m，L2为4cm.若不计铁笼的质量，请估算大象的质量.g取10N/kg.
例题4 身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点，g=10N/kg,则：
（1）他的重力为多少牛？
（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？
探究点三 生活中的杠杆
小组合作学习：
仔细观察下面三种杠杆，请仔细观察，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？使用该杠杆省力还是费力？
甲 乙 丙
1.图甲的特点是：动力臂_____阻力臂，平衡时动力_____阻力.用较小的动力就可以克服较大的阻力，属于_____杠杆.
2.图乙的特点是：动力臂_____阻力臂，平衡时动力_____阻力.动力作用点移动较小的距离就可以使阻力作用点移动较大的距离，属于_____杠杆.
3.图丙的特点是：动力臂_____阻力臂，平衡时动力_____阻力.这样的杠杆既不_____力也不_____力，属于_____杠杆.
【当堂练习】
1.如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是( )

A.羊角锤 B.核桃夹 C.园艺剪 D.食品夹
2.撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具.如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点.下列分析正确的是（ ）
A．此时撬棒为等臂杠杆
B．应用此撬棒的主要目的是省力
C．力F的作用点靠近O点会更省力
D．应用此撬棒的主要目的是省距离
3.“节约用水，人人有责”，我们应养成随手关闭水龙头的好习惯.水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中最省力的是（ ）
A．a B．b C．c D．d
4.杠杆两端螺母的作用是______，图中的杠杆在水平位置平衡，若在两侧各减掉一个等重的钩码，杠杆______（选填“能”或“不能”）保持水平平衡.
5.丽丽帮妈妈用同一把剪刀剪鸡脚时，有如图所示的三种情形.你认为图_______的方式最容易把鸡脚剪断；图_______的方式最省距离.
6.如图所示，平衡杠杆AOB，O为支点，请作出物体M所受重力的示意图和动力F的力臂L.
7.如图，作出使杠杆平衡的最小动力F1.
8.如图所示，O为杠杆的支点，OB=50cm,OA=30cm，在A点所挂物体质量为6kg，在B点施加一个竖直向上的力F，不计杠杆自重和摩擦，g取10N/kg求：
（1）所挂物体的重力G；
（2）杠杆水平时拉力F；
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会.
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参考答案
【自主预习】
1.力 固定点
2.转动 转动 阻碍 作用线 作用线
3动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1L1= F2L2
4．省力 大于 省力 费力 小于 距离 等臂 等于 力 费
【探究新知】
探究点一杠杆
（一）1.= 1 \* GB3①力 = 2 \* GB3②固定点
2.力 固定点
3.如图所示
（二）1.（1）固定点（2）转动（3）阻碍（4）作用线（5）作用线
2.例题
例题1如图所示
例题2如图所示
探究点二 杠杆的平衡条件
1．静止 匀速
= 1 \* GB3①调节杠杆的平衡.
= 2 \* GB3②一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.二是便于直接读出力臂.
= 3 \* GB3③挂钩码后，不能再调节平衡螺母.
= 4 \* GB3④避免偶然性，获得普遍性的结论.
3.动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1L1=F2L2
4.实验中动力和阻力在支点的两侧，图中动力和阻力在支点的同侧.
5.例题3 3t
解：如图所示：F1=200N，l1=6m，l2=4cm＝0.04m，
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：
F2=＝3×104N，
大象所受的重力:G2=F2=3×104 N
大象的质量为：m==3×103kg=3t.
例题4 （1）500N （2）300N
解析：（1）小明同学的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N；
（2）由图可知，O为支点，动力臂L1=0.9m+0.6m=1.5m,阻力臂L2=0.9m,
阻力等于人的重力，即F2=G=500N，
由杠杆平衡条件可得：F1L1=F2L2，
即：F1×1.5m=500N×0.9m，
解得F1=300N，
即地面对手的作用力至少要300N.
探究点三 生活中的杠杆
1.大于 小于 省力
2.小于 大于 费力
3.等于 等于 省 费 等臂
【当堂练习】
1.D 2.B 3.B
4.调节杠杆在水平位置平衡 不能
5.甲 丙
6.如图所示：
7.如图所示
8.（1）60N （2）36N
解析：（1）物体质量为6kg，物体重力：G=mg=6kg×10N/kg=60N；
（2）动力臂是OB，阻力臂是OA，阻力大小等于物体重力，
根据杠杆平衡条件得，F×OB=G×OA
F×0.5m=60N×0.3m
拉力：F=36N
实验次数
动力
F1/N
动力臂l1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
l2/cm
1
2
3