2021年初中物理杠杆和滑轮课件 14页

同学个性化教学设计年级：教师:科目：物理课题杠杆和滑轮教学目标1.知道什么是杠杆，能从常见的工具中认出杠杆。|精.2.通过观察和实验了解杠杆的结构，熟悉有关杠杆的名称：支点、动|品.|可.|编.|辑.|学.力、阻力、动力臂、阻力臂。|习.|资.|料.*|3.理解力臂的概念，会画杠杆的动力臂和阻力臂。*|*|*4.经历探究杠杆平衡条件的过程，理解杠杆平衡的条件，并能用它分||欢.|迎.|下.|载.析解决简单的有关杠杆平衡的问题。5.知道杠杆的种类以及各种杠杆的特点。6.知道杠杆在实际生活中的应用。7.通过了解杠杆的应用，进一步认识物理学是有用的，提高学习物理的兴趣。8.认识定滑轮和动滑轮。9.知道使用滑轮的好处，理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。10.会根据滑轮的挂线判断省力情况，会根据要求正确组装滑轮组11.掌握滑轮组的规律及公式，能应用做题。重难点1、理解力臂的概念，会画杠杆的动力臂和阻力臂。2、理解杠杆平衡的条件，并能用它分析解决简单的有关杠杆平衡的问题。第1页，共14页\n3、知道杠杆的种类以及各种杠杆的特点。4、理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点。5、会根据滑轮的挂线判断省力情况，会根据要求正确组装滑轮组6、掌握滑轮组的规律及公式，能应用做题考点1、能从常见工具中认出杠杆，并能准确画出动力臂和阻力臂。会根据滑轮的挂线判断省力情况，会根据要求正确组装滑轮组|精.|品.|可.|编.|辑.2、掌握滑轮组的规律及公式，能应用|学.|习.|资.|料.*知识点剖析|*|*|序号知识点预估时间掌握情况*||欢.|迎.|下.|载.1认识杠杆平衡条件2力臂作图3动滑轮和定滑轮4滑轮组教学内容知识点一认识杠杆想一想：我们在生活中常常见到下面这些工具，他们在使用过程中有哪些相同的地方？第2页，共14页\n以上工具我们在日常生活中非常常见，其实这些工具就是杠杆杠杆的定义：在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。杠杆的五要素：（1）支点：杠杆绕着转动的点，用“O”表示。它可以在杠杆的一端，A也可以在杠杆的中间。当杠杆转动时，支点是相对固定的。F1（2）动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示。Ol2l1（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示。（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“l1”表示。B（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“l2”表示。F2|精.|品.|可.|编.注意：（1）动力和阻力都是指杠杆受到的力，而不是杠杆对其他物体施加的力；|辑.|学.|习.（2）力使杠杆转动的方向与力的方向和支点的位置都有关．|资.|料.*|*|知识点二力臂的画法*|*||欢.|迎.|下.|载.力臂的概念。力臂是本节的难点。对力臂的理解，注意以下几点：（1）力臂是指支点到力（动力或阻力）作用线的距离，而不是从支点到力的作用点的距离。（2）当作用在杠杆上的力的方向改变时，其力臂的大小一般也将发生改变。（3）力臂不一定在杠杆上，如图所示（4）若力的作用线过支点，则它的力臂为零。（5）画力臂四步骤：A．明确支点，用O表示B．通过力的作用点沿力的方向画一条直线（虚线）C．过支点O作该力的作用线的垂线D．用两头带着箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L1（或L2）L1OF1L2F2知识点三探究杠杆的平衡条件问题：实验操作过程中，注意两次“让杠杆在水平位置平衡”，并解释其原理1．杆处于静止或匀速转动状态为杠杆平衡．2．实验前要调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；实验时在杠杆两端的不同位置分别挂上个第3页，共14页\n数不等的钩码位置，也要使杠杆在水平位置重新平衡？目的；①消除杠杆自重的影响，由于实际杠杆的支点不可能精确处在其重心位置，因而杠杆本身的重力会对其平衡产生影响；②使力臂和杠杆重合，直接从杠杆尺上读出力臂的长度、所以，我们要求杠杆处于水平位置平衡．F2L13．平衡条件（即实验结论）：FL11FL22或F1L2知识点四生活中的杠杆类型省力杠杆费力杠杆等臂杠杆l2l1l2l1l2l1O|精.OF2F1|品.示意图OF2|可.|编.F1|辑.|学.F1|习.F2|资.|料.*|*力臂的大小关系l1＞l2l1＜l2l1＝l2|*|*力的大小关系F1＜F2F1＞F2F1＝F2||欢.|迎.|下.力所移动距离动力移动距离大于动力移动距离小于动力移动距离等于|载.的大小关系阻力移动距离阻力移动距离阻力移动距离特点省力但费距离费力但省距离既不省力也不省距离剪铁皮用的剪刀、应用缝纫机踏板、钓鱼竿等天平撬钉子用的羊角锤等注：（1）既省力又省距离的杠杆是不存在的。（2）省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用；费力杠杆一般用在阻力不大的情况下，是为了省距离，使用起来方便。例题讲解例题一：力臂力臂：支点到力作用线的垂直距离．．．．一、画力臂步骤：找支点的位置，画力的作用线，从支点到力的作用线作垂线检查：虚线、垂直、大括号1．如图，轻杆OB在外力作用下保持静止（O为支点），请在图中画出动力臂和阻力臂.OAF2BF1第4页，共14页\n2．请你在图中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F1的示意图及动力臂L1、阻力臂L2。3．如图所示，用夹子夹住物体时，画出动力臂和阻力|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.5．图中ABO可看成杠杆O为支点，请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。*|6．如图所示，F1是作用在抽水机手柄A点处的动力，O为支点。请画出动力F1的力臂L1和阻力F2。*|*|*||欢.|迎.二、已知力臂画力，抓住力、力臂始终垂直|下.|载.步骤：画力的作用线（与力臂垂直），作用线与杠杆的交点为力的作用点，再确定力的方向。1．如图，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态，l是力F2的力臂，2在图中画出F1的力臂和力F2。例题二:判断杠杆重新平衡例：如图一均匀杠杆A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好平衡，若钩码质量均为50g，在A、B两处再各加一个钩码，那么（）A.杠杆仍平衡B.杠杆左边向下倾C.杠杆右边向下倾D.无法确定杠杆是否平衡解析：一种方法：3×2＜2×4，右边向下倾另一种方法：增加的力×力臂1×2＜1×4，右边向下倾例题三:求最小力问题a、明确作用点方法：支点和作用点的连线作为力臂最长第5页，共14页\nb、不明确作用点例：画出使杠杆AB在图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。解析：作用在A点最小力？作用在B点最小力？哪个力更小？|精.要使杠杆平衡，求作最小力，应作用在哪一点？|品.|可.方法：在杠杆上找出离支点最远的点作为作用点|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*例题四：力的变化|*|1、杠杆在某一位置平衡，而力的方向在变*|例：如图，杠杆在水平方向平衡，若将测力计缓慢地自位置1移到位置2，并保持杠杆始终水平平衡，则测*|力计的读数变化是（）|欢.|迎.|下.A．不断增大B．不断减小|载.C．先增大，然后减小D．先减小，然后增大解析：⑴看力臂变化，根据动力×动力臂=阻力×阻力臂，力臂先变大后变小，所以F先减小后增大⑵靠近最小力还是远离最小力？靠近最小力，力变小，远离最小力力变大2、如图所示，F顺时针转时，力如何变化？（F不可能转到上面去）思路：先作最小力答：顺时针先变小后变大逆时针变大3、如图所示，在杠杆OA上的B点悬挂重物G，A端用细绳吊在小圆环E上，且细绳AE长等于圆弧CED的半径，此时杠杆恰好成水平状态，A点与圆弧CED的圆心重合．E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的过程中，吊绳对A端的作用力大小将（）A．保持不变B．逐渐变大C．由大变小，再由小变大D．由小变大，再由大变小例题五．张华和爸爸在公园玩跷跷板，张华重250N，爸爸重750N。当爸爸离跷跷板的转轴0.5m时，张华应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？第6页，共14页\n二、定滑轮|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.①定义：中间的轴固定不动的滑轮。|料.*|*|②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆。*|*||欢.③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。|迎.|下.|载.④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。绳子自由端移动距离sF（或速度vF）=重物移动的距离sG（或速度vG）定滑轮在生产、生活中比较常见，比如每周一早上升旗时就要用到滑轮。目的就是要改变动力的方向，人站在地上就可以把国旗升到旗杆顶。生活中的定滑轮：旗杆的顶端、起重机、打桩机等。第7页，共14页\n看上图：为什么会出现这个现象？因为定滑轮的实质是个等臂杠杆，动力=阻力。胖人受到的重力大于物体受到的重力，所以胖人可以安然地站在地上。而瘦人受到的重力小于物体受到的重力，所以物体安然地在地上，瘦人却被升到空中。|精.|品.|可.|编.|辑.探究使用定滑轮的特点|学.|习.|资.|料.*1．按右图所示方式组装定滑轮。|*|*|*||欢.|迎.|下.|载.2．在它的左侧挂钩码，右侧竖直向下拉弹簧测力计，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）3．改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。4．改变钩码的个数，重做上述实验。实验次数钩码所受的重力弹簧测力计的示数F2/NF1/N123第8页，共14页\n5．分析表中的数据，得出的结论是：定滑轮实质是一个等臂的杠杆。定滑轮：①FG＝，即不省力，也不费力；|精.|品.|可.|编.|辑.②s＝h，即不省距离，也不费距离；|学.|习.|资.|料.*③作用：改变用力的方向。|*|*|*||欢.|迎.|下.|载.二、动滑轮定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=1/2G；只忽略轮轴间的摩擦则：F=1/2（G物+G动）绳子自由端移动距离sF（或vF）=2倍的重物移动的距离sG（或vG）。生活中的动滑轮：起重机、打桩机等。探究使用定滑轮的特点第9页，共14页\n1．按右图所示方式组装动滑轮。|精.|品.|可.|编.|辑.2．竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡态，读出弹簧测力计示数，并思考这个示数与钩码所受重力的|学.|习.|资.|料.*关系。（将实验数据记录在表中）|*|*|3．改变钩码的个数，重做上述实验，进行观察和比较。*||欢.|迎.|下.|载.实验次数钩码所受的重力弹簧测力计的示数F2/NF1/N1234．分析表中的数据，得出的结论是：动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂的二倍的省力的杠杆动滑轮：①FG/2＝，即使用动滑轮省一半力；②2h，即动力移动的距离是物体移动距离的两倍，动滑轮s＝是一种费距离的机械；③不改变力的方向四、滑轮组第10页，共14页\n研究并讨论：我们已经学过了定滑轮与动滑轮，生活中的吊车（下左图）其实就是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，其示意图如下右图。|精.|品.据图，在脑中构思这样的画面：用手拉绳子自由端，物体上升。|可.|编.|辑.|学.|习.|资.使用动滑轮能省一半力。动滑轮由两根绳子共同承担重物，因此每根绳子各承担物重的一半。定滑轮的好处|料.*|*|*是可以改变动力的方向，动滑轮的好处是可以省一半力。如果既想省力又想改变动力的方向，怎么办呢？把|*||欢.|迎.定滑轮和动滑轮组合在一起。我们把定滑轮和动滑轮组合在一起，称它们为滑轮组。|下.|载.定义：将定滑轮和动滑轮组合在一起的组合装置称为滑轮组。特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。1.确定承担物重的绳子的段数n的方法在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数。理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/nG。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n（G物+G动）。第11页，共14页\n2.拉力通过的距离s与物体移动高度h的关系利用滑轮组提起物体时，动力F通过的距离s与物体被提高的高度h的关系是s=nh（n表示承担物重的绳子股数）绳子自由端移动速度vF=n倍的重物移动的速度vG。3.省力情况的确定方法1）滑轮竖放时，在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用几根绳子吊着物体，|精.|品.|可.|编.|辑.提起物体所用的力就是重物的几分之一。|学.|习.|资.|料.*2）滑轮组横放时，滑轮组用几段绳子拉着物体做匀速直线运动，拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一。|*|*|1*||欢.不计绳与滑轮之间的摩擦时，F=nf物，此时绳子自由端移动的距离s与物体移动的距离s物的关系为：s=ns|迎.|下.|载.物4.组装和设计滑轮组由省力情况判定绳的固定端位置11.利用F=nG总，求出承担总重的绳子股数n，然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮2.判定绳子固定端位置：n为偶数，则绳子固定在定滑轮上；n为奇数，则绳子固定在动滑轮上3.动滑轮个数为N,和动滑轮相连的绳子段数为n=2N或n=2N+1时，使用的动力最小，即最省力五、例题精析【例题1】第12页，共14页\n【题干】使用如图所示的装置匀速提起重物G所有的拉力中（）A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．一样大【例题2】【题干】如图所示，不计滑轮及绳重，以及滑轮与绳之间的摩擦，水平拉力为F，物体的重力为G，且在水|精.|品.|可.|编.|辑.|学.|习.|资.|料.*|*|*|*平面上匀速向右滑动，物体所受的摩擦力的大小等于（）||欢.|迎.|下.|载.A、FB、GC、G/2D、F/2【例题3】【题干】如图所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为；；。不计滑轮本身的重和摩擦。【例题4】【题干】图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法．第13页，共14页\n课程小结|精.|品.|可.|编.|辑.1.定、动滑轮的特点|学.|习.|资.|料.*特点|*|分类实质应用举例*|*优点缺点||欢.|迎.|下.|载.改变力的定滑轮等臂杠杆不省力旗杆上的滑轮方向不能改变力将重物通过动滑轮拉动滑轮L1=2L2的杠杆省一半力的方向到二楼2.理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1/nG。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n（G物+G动）。绳子自由端移动距离sF（或vF）=n倍的重物移动的距离sG（或vG）。课堂总结课后作业课堂反馈：○非常满意○满意○一般○差学生签字：校长签字：___________日期第14页，共14页