沪科版《杠杆的平衡条件》.ppt

12只要能给我一只要能给我一个支点，我就个支点，我就能撬动地球能撬动地球34一一.认识杠杆认识杠杆5一、什么是杠杆？跷跷板跷跷板跷跷板跷跷板羊角锤羊角锤羊角锤羊角锤撬棒撬棒撬棒撬棒6起子起子起子起子剪刀剪刀剪刀剪刀天平天平天平天平71.有力的作用有力的作用2.绕固定点转动绕固定点转动3.硬棒硬棒归归纳纳结结论论:在在力力的的作作用用下下，能能绕绕某某一一固固定定点点转转动动的的硬硬棒棒，物物理理学学中中叫叫做做杠杠杆杆.让我想一想让我想一想?8在现实生活中，你能举出哪些杠杆的实例呢？910OF2F1人体中的杠杆人体中的杠杆11支点支点动力动力动力臂动力臂阻力阻力阻力臂阻力臂 杠杆绕着转动的固定点，用杠杆绕着转动的固定点，用0 0表示。表示。使杠杆转动的力，用使杠杆转动的力，用F F1 1表示。表示。从支点到动力作用线的距离，用从支点到动力作用线的距离，用L L1 1表示。表示。阻碍杠杆转动的力，用阻碍杠杆转动的力，用F F2 2表示。表示。从支点到阻力作用线的距离，用从支点到阻力作用线的距离，用L L2 2表示。表示。一一“点点”支点支点O（一定在杠杆上）（一定在杠杆上）动力动力F1 二二“力力”（一定作用在杠杆上）（一定作用在杠杆上）阻力阻力F2 动力臂动力臂L1 二二“臂臂”阻力臂阻力臂L2杠杠杆杆五五要要素素12 FO支支点点 F1动力动力F2阻力阻力动动力力作作用用线线L1阻阻力力作作用用线线L213标画出杠杆的五要素标画出杠杆的五要素F F1 1L1oF F2 2L2试一试试一试14画力臂的方法：画力臂的方法：一找（找（找准支点找准支点）二画（画出力的作用线二画（画出力的作用线,延长延长 线用虚线）线用虚线）三引（引垂线三引（引垂线,用虚线）用虚线）四标（标垂足四标（标垂足-直角符号、直角符号、标力臂标力臂-支点到垂足的距离支点到垂足的距离 ）15F2F1OBAL1L2（）（）例题：请把下图中的支点与力臂画出来。16例题：画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O O17oF F1 1F F2 2L2.L118OOL1L2F1F2L2L1F1F2你会画力臂了吗你会画力臂了吗？19杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法Ol1F1l2F220杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法l1F1l2F221杠杆示意图的作法杠杆示意图的作法l1F1l2F2222 杠杆是否都是直的？1 力臂是一定在杠杆上吗？力臂是一定在杠杆上吗？3 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但若一力作用在杠杆上，作用点不变，但 作用方向改变，力臂是否改变？作用方向改变，力臂是否改变？答：不是答：不是答：杠杆可以是直的，也可以是弯的答：杠杆可以是直的，也可以是弯的答：要改变答：要改变想一想?234.分析论证分析论证制定计划制定计划进行实验进行实验3.2.猜想与假设猜想与假设科学探究的基本过程“实验探究：杠杆的平衡条件”1.提出问题提出问题24探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件物体的平衡状态物体的平衡状态杠杆的平衡状态杠杆的平衡状态保持匀速直线运动保持匀速直线运动保持静止保持静止保持匀速转动保持匀速转动保持静止保持静止25实验探究：杠杆的平衡条件实验探究：杠杆的平衡条件1、提出问题提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？阻力臂之间存在着怎样的关系？2、猜想与假设：猜想与假设：假设一假设一：假设二假设二：假设三假设三：假设四假设四：F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L226AB实验设计实验设计杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件器材器材:测量的物理量测量的物理量:力力力臂力臂 A、B两图中的杠杆处两图中的杠杆处于静止状态，实验时采用哪于静止状态，实验时采用哪幅图？为什么？幅图？为什么？讨论：讨论：实验时，使杠杆在水平实验时，使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直位置平衡，便于在杠杆上直接测出力臂的大小。接测出力臂的大小。27CD探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件 在实验前在实验前,是否也要调节杠杆在水平位是否也要调节杠杆在水平位置平衡置平衡?为什么？为什么？讨论：讨论：实验前，使杠杆在水平实验前，使杠杆在水平位置平衡，为了避免杠杆位置平衡，为了避免杠杆自身的重力对杠杆平衡的自身的重力对杠杆平衡的影响，且便于直接在杠杆影响，且便于直接在杠杆上读出力臂的值。上读出力臂的值。28探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件实验步骤：实验步骤：1.调节杠杆在水平位置平衡。调节杠杆在水平位置平衡。2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在竖直方向拉，使杠杆在水平位测力计在竖直方向拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。置平衡，记下弹簧测力计示数。3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据。（多次实验是为了避免得出三组数据。（多次实验是为了避免偶然性，得出普遍规律）偶然性，得出普遍规律）29实验次数F1/NL1/mF2/NL2/m10.50.220.0521.50.110.15杠杆平衡条件：杠杆平衡条件：探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件320.110.2动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 30实验题训练:研究杠杆平衡条件的实验装置如图所示，在未挂钩码时，平衡螺母的作用是_,挂上钩码后，发现杠杆不平衡，则应_。使杠杆在水平位置平衡 移动钩码的位置(或改变钩码的个数)使杠杆在水平位置平衡31在“研究杠杆平衡条件”的实验中：(1)所用的器材有弹簧测力计，支架，线，_和_.(2)实验前,先要调节杠杆两端的_.使杠杆在_.强调这一平衡位置的目的是_.(3)如图所示的杠杆已处于平衡状态,若左端所挂重物的重力是1N,则弹簧测力计的示数_2N,因为弹簧测力计拉力的力臂_OA的长度(均填“大于”、“小于”或“等于”).如果要在杠杆上直接可以读出力臂值来计算,那么弹簧测力计应沿_方向拉着杠杆.(4)该实验得到的结论是:_钩码带刻度的杠杆平衡螺母水平平衡便于直接在杠杆上读出力臂的值大于小于竖直向上杠杆平衡时：动力动力臂=阻力阻力臂32练习：已平衡的杠杆练习：已平衡的杠杆1、两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？、两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？2、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？33OG1G2l1l2G1G2即即G1l1 G2l2又又l1l2F1l1 F2l234杠杆平衡条件的应用例题：当在杠杆处于平衡状态，阻力为例题：当在杠杆处于平衡状态，阻力为3000N，动力臂，动力臂和阻力臂分别为和阻力臂分别为180cm和和6cm，请问动力为多少？，请问动力为多少？已知已知：F2=3000N L1=180cm L2=6cm求求：F1=？解解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，得 F1=（F2 L2）/L1 =（3000N6cm）/180cm=100N答答：动力为100N。35Ol1=9ml2=7cmF1=200NF2杠杆的平衡条件应用杠杆的平衡条件应用例题例题：由由F F1 1l1 1F F2 2l2 2 得：得：解解：F F2 2=F F1 1 l1 1l2 2=200N200N9m9m0.07m=2.57=2.5710104 4N Nm m=F F2 2g g=10Nkg12.572.5710104 4N N=2.57=2.5710103 3kg kg=2.57t2.57t36例：学校组织同学们到农村参加社会实践活动，小强第一次学习挑担子，他做了以下两次试验，请你根据各小题后的要求作答。(1)他先在1.2m扁担的两端各挂上50N的重物，担子很快就被平稳地挑起来。这时他的肩膀应放在扁担的什么位置（只要回答，不要分析）？(2)接着，他又在扁担的A端加上50N的重物，但他掌握不好担子的平衡。请你用杠杆平衡知识，帮助他计算出肩膀应距B端多远，担子才能重新水平平衡？（扁担质量忽略不计）37练习：.如图所示，一体积为1000 cm3的实心铝块浸没在水中，并用细线挂在一轻质杠杆的B点，现在杠杆的A点施加一个竖直向下的拉力F使杠杆在水平位置保持平衡，则拉力F=.(已知OB=2OA,铝=2.7103kg/m3)38练习：如图所示，一边长为10cm的实心正方体铜块和一金属块分别挂在轻质杠杆的A点和B点，杠杆在水平位置保持平衡时铜块对地面的压强为6900Pa，求金属块的重（已知铜=2.7103kg/m3，OA:OB=3:2）。391.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则则()A.这两个力的大小必须相等这两个力的大小必须相等 B.这两个力的力臂长必须相等这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小力臂较长的那个力比较小D课堂练习40第二课时41杠杆的分类杠杆的分类杠杆平衡条件杠杆平衡条件：F F1 1l1 1F F2 2l2 2 F F1 1F F2 2=l2 2l1 1三类杠杆：三类杠杆：若若l1 1l2 2，则，则F F1 1 F F2 2若若l1 1=l2 2，则，则F F1 1 F F2 2若若l1 1l2 2，则，则F F1 1 F F2 2省力杠杆省力杠杆等臂杠杆等臂杠杆费力杠杆费力杠杆小结：小结：判断杠杆的类型，实际就是比较动力判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小臂和阻力臂的大小42省省力力杠杠杆杆F1F2L2L1 F1 L1=F2 L2，又又 L1 L2 F1 阻力臂）阻力臂）F2F1L1L2OO44h2h1省力杠杆的特点是：省力杠杆的特点是：OOh1 h2省力费距离省力费距离45省省力力杠杠杆杆的的应应用用：46费力杠杆（动力臂费力杠杆（动力臂 阻力臂）阻力臂）F2F1L1L2OO47费力杠杆的特点是费力杠杆的特点是:h2h1OO费力省距离费力省距离h1 h248我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？49等臂杠杆（动力臂等臂杠杆（动力臂=阻力臂）阻力臂）F2F1L1L2OO L2 L12 F1等臂杠杆的特点是等臂杠杆的特点是:不省力，不费力不省力，不费力不省距离，不费距离不省距离，不费距离50等臂杠杆有用吗？等臂杠杆有用吗？51杠杆的分类：杠杆的分类：1 1、若、若l1 1l2 2，则，则F F1 1 F F2 22 2、若、若l1 1=l2 2，则，则F F1 1 F F2 23 3、若、若l1 1l2 2，则，则F F1 1 F F2 2 费力杠杆费力杠杆（省距离）（省距离）等臂杠杆等臂杠杆 省力杠杆省力杠杆（费距离）（费距离）小结：52杠杆的分类杠杆的分类请对下列器具应用的杠杆进行分类：请对下列器具应用的杠杆进行分类：等臂杠杆等臂杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆53杠杆的分类杠杆的分类请对下列器具应用的杠杆进行分类：请对下列器具应用的杠杆进行分类：省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆54它它们们是是什什么么杠杠杆杆？55在图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是 （）A翘棒B镊子C铡刀D开瓶器56生活生活物理物理社会社会生活中的剪刀生活中的剪刀思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？使用费力杠杆有什么好处？使用费力杠杆有什么好处？当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会省距离，很方便。使用费力杠杆会省距离，很方便。57图是各式各样剪刀的示意图，它们都是一对的杠杆。现要用它们来剪开较硬的物体，其中选用最合适的剪刀是（）58 如图所示为使杠杆平衡，F1、F2、F3 三次分别作用在A点，其中_最小。F2希腊科学家阿基米德发现杠杆原理后，发出了“给我支点，我可以撬动地球”的豪言壮语。假如阿基米德在杠杆的一端施加600N的力，要搬动质量为6.01024kg的地球，那么长臂的长应是短臂长的多少倍？如果要把地球撬起1cm，长臂的一端要按下多长距离？假如我们以光速向下按，要按多少年？（做完该题，你有何启示？）59杠杆使用时最省力的动力例：用撬棒撬石块，分别沿如图所示的四个方向用力，其中最省力的是（）A.沿F1方向 B.沿F2方向 C.沿F3方向 D.沿F4方向分析：根据杠杆的平衡条件：F1 L1=F2 L2 可得 F1=F2 L2/L1 当F2 和L2一定，则L1最大时，F1最小，即最省力。60最大动力臂最大动力臂：以支点和动力在杠杆上的作用点的连线作为力臂，即为最大的动力臂（则动力的方向应与该连线垂直）。613、画画出出图图中中作作用用在在A 点点最最小小的的力力的方向的方向。FAB62在下图中，要将一圆柱体重物推上台阶，画出 最小的作用力。631.1.学习了杠杆、支点、动力、学习了杠杆、支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂等概念阻力、动力臂、阻力臂等概念.2.2.探究了杠杆的平衡条件是探究了杠杆的平衡条件是动力动力 动力臂动力臂=阻力阻力 阻力臂阻力臂公式表示为公式表示为:F1l1=F2l23.3.杠杆的分类杠杆的分类