杠杆平衡应用.ppt

第四课时：第四课时：杠杆平衡的应用杠杆平衡的应用 2011年年9月月16日日杠杆平衡的应用应该在杠杆平衡的应用应该在知识上知识上和和能力上能力上有哪些准备？有哪些准备？知识上的准备：知识上的准备：1）杠杆的定义）杠杆的定义 2）杠杆的九要素）杠杆的九要素3）杠杆的分类（省力、费力、等臂）杠杆的分类（省力、费力、等臂）4）杠杆的平衡现象）杠杆的平衡现象5）杠杆平衡条件）杠杆平衡条件6）数学知识）数学知识能力上的准备：能力上的准备：1）能在具体情景中找到杠杆。）能在具体情景中找到杠杆。2）能作出杠杆的示意图。）能作出杠杆的示意图。3）能运用杠杆平衡条件的数学表达式进行分析。）能运用杠杆平衡条件的数学表达式进行分析。例例1:如图是铁道检修工用的道钉撬如图是铁道检修工用的道钉撬,有关尺寸见有关尺寸见图图.若在若在A A点竖直向下作用点竖直向下作用200200牛牛的力的力,道钉撬对道钉会产道钉撬对道钉会产生生多大多大的力的力?如果还如果还不能不能将道钉将道钉撬出撬出,在保持在保持手的作手的作用力用力和和作用点作用点不变的情况下不变的情况下,采用什么方法可以采用什么方法可以增大增大对道钉的对道钉的作用力作用力?阅读题目的阅读题目的文字文字和和图像图像你获得了哪些信息？你获得了哪些信息？已知：已知：1=200牛牛 L1=1.2米米 L2=6厘米厘米 求求:F2解解:答答:道钉撬对道钉能产生道钉撬对道钉能产生4104103 3牛的力牛的力.问题问题2:2:为什么使为什么使F F1 1的方向与撬棒垂直的方向与撬棒垂直,就可以使就可以使L L1 1取值取值最大最大?需要运用哪些知识来解答需要运用哪些知识来解答?答答:使使F F1 1的方向与撬棒垂直时的方向与撬棒垂直时,L,L1 1取值是直角三角形取值是直角三角形A0CA0C的的斜边斜边L LOAOA,而而原来原来竖直竖直向下向下 施力时施力时L L1 1取值是直角三角形取值是直角三角形A0C A0C 的的直角边直角边L LOCOC,因为因为直角三角形直角三角形 的斜边一定大于直角边的斜边一定大于直角边,使使F F1 1 的方向与撬棒垂直时的方向与撬棒垂直时,就可就可 以使以使L L1 1取值达到最大。取值达到最大。C 用到的知识是：用到的知识是：力臂的定义；力臂的定义；杠杆平衡条件；杠杆平衡条件；数学知数学知识（直角三角形的斜边一定大于直角边识（直角三角形的斜边一定大于直角边,）图中的图中的等臂等臂杠杆处于水平位置并静止，杠杆处于水平位置并静止，B B端绳子的拉力端绳子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（）A.F=GA.F=G；B.FB.FG G；C.FC.FG G；D.D.无法比较。无法比较。提示提示A AO OB BF FG GA AB BC CD D想一想想一想图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B B端绳端绳子的拉力子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（）A.F=GA.F=G；B.FB.F G G；C.F C.F G G；D.D.无法比较。无法比较。L L2 2L L1 1A AB BC CD DA AO OB BG G方法：先画出力臂，再进行判断方法：先画出力臂，再进行判断什么时候什么时候F F最小，为多少？最小，为多少？F1F2F4F3例例2：一根粗细均匀的铁条，在其中点处用细一根粗细均匀的铁条，在其中点处用细悬挂起来，铁条处于水平平衡。请用两种悬挂起来，铁条处于水平平衡。请用两种方法解释这个现象方法解释这个现象右端向内弯曲后右端向内弯曲后,铁条右铁条右端重心靠拢支点移动端重心靠拢支点移动,右右端作用力的力臂端作用力的力臂L L2 2变短变短,导导致左端力致左端力F F1 1与力臂与力臂L L1 1乘积乘积大于右端力大于右端力F F2 2与力臂与力臂L L2 2乘乘积积,所以左端下沉所以左端下沉.若将若将右端向内右端向内弯曲（如图），铁条还能弯曲（如图），铁条还能保持水平平衡吗？说明理由。保持水平平衡吗？说明理由。例例3 3：小张和小李为班级去仓库抬纯净水：小张和小李为班级去仓库抬纯净水,假设一桶纯净假设一桶纯净水是水是2020升，竹杠的长度是升，竹杠的长度是1.51.5米米,小张和小李的肩分别抬小张和小李的肩分别抬在竹杠的两端在竹杠的两端,纯净水挂在离小张纯净水挂在离小张0.50.5米处米处,问小张和小问小张和小李的肩分别受到多大的压力李的肩分别受到多大的压力?（桶和竹杠的重力（桶和竹杠的重力忽略不计）忽略不计）小小李李小张小张省力杠杆能不能省功？动力省力杠杆能不能省功？动力在做功过程中消耗的能量在做功过程中消耗的能量转化成了什么形式的能？转化成了什么形式的能？省力省力杠杆要杠杆要费费距离距离,所以所以不不能能省功省功.动力动力做功时做功时,消耗的消耗的化学能化学能转化为转化为机械机械能能(和和内能内能).).杠杆使用过程中的能量转化杠杆使用过程中的能量转化思考与分析：思考与分析：如图所示，杠杆如图所示，杠杆ACAC可绕支点可绕支点O O自由转动，在自由转动，在B B点挂一点挂一重为重为G G的物体。的物体。（1 1）为使杠杆平衡，应在杠杆上的哪个点施加一）为使杠杆平衡，应在杠杆上的哪个点施加一个什么方向的作用力，能够使所用的作用力最小？个什么方向的作用力，能够使所用的作用力最小？该最小的作用力与物重的比值是多少？该最小的作用力与物重的比值是多少？（2 2）在）在什么范围内施加一个力，使这个作用力小于物重？什么范围内施加一个力，使这个作用力小于物重？在什么范围内施加一个作用力，使这个力大于物重在什么范围内施加一个作用力，使这个力大于物重？9画出画出图图中作用在中作用在A 点最小的力的方向点最小的力的方向。10在一直径是在一直径是100 厘米厘米,质质量是量是40千克的均匀千克的均匀圆圆柱柱体放在水平地面上体放在水平地面上,靠在靠在10厘米的台厘米的台阶边阶边,如如图图所示所示,为为使它使它滚滚上台上台阶阶,那么在那么在圆圆柱体柱体边缘边缘的哪一点的哪一点,沿什沿什么方向施力么方向施力时时,才能使用力最小才能使用力最小?在在图图上画出此力上画出此力,并并求出此力的大小。求出此力的大小。11如如图图所示所示,杠杆两端分杠杆两端分别别挂甲、乙两挂甲、乙两实实心心铝块铝块,杠杆平衡杠杆平衡,若：若：（1）把它）把它们们都向支点移相同的距离；都向支点移相同的距离；（2）把它们都背着支点移相同的距离；把它们都背着支点移相同的距离；（3）把它们各去掉相同的质量；）把它们各去掉相同的质量；（4）给它们各增加相同的质量；）给它们各增加相同的质量；（5）将它们同时浸没在水中；）将它们同时浸没在水中；（6）将甲浸没在水中，乙浸没在酒精中；）将甲浸没在水中，乙浸没在酒精中；则杠杆是否继续保持平衡？则杠杆是否继续保持平衡？1.现在有一根约现在有一根约30多千克的均匀铁棒，一杆最大多千克的均匀铁棒，一杆最大称量为称量为20千克的杆秤。在学过杠杆的平衡原理之千克的杆秤。在学过杠杆的平衡原理之后，你能想出一个办法用这杆秤来称量铁棒的质后，你能想出一个办法用这杆秤来称量铁棒的质量吗？量吗？oF1G2.传说中山神庙的老和尚让他的三个弟子到山传说中山神庙的老和尚让他的三个弟子到山下去挑水。但徒弟们都很懒，你推我，我推你，下去挑水。但徒弟们都很懒，你推我，我推你，谁也不想下山。无奈之下，老和尚就叫他们三谁也不想下山。无奈之下，老和尚就叫他们三个一起下山去抬水。但到了山下，他们犯难了，个一起下山去抬水。但到了山下，他们犯难了，如何能三个人一起抬一桶水，每个人既不吃亏如何能三个人一起抬一桶水，每个人既不吃亏又不占便宜呢？你帮忙想个办法给他们出出主又不占便宜呢？你帮忙想个办法给他们出出主意。意。甲甲乙乙丙丙桶桶14.如如图图所示，硬所示，硬质质均匀木条均匀木条OA的的长为长为80厘米，左厘米，左端与端与竖竖直直墙墙壁壁连连接，可以接，可以绕绕O点自由点自由转动转动；木条的；木条的A端以端以细绳悬细绳悬于于B点，木条恰好水平，且点，木条恰好水平，且AB与木条与木条垂直，一个垂直，一个质质量量为为800克的小物克的小物块块M在木条上从在木条上从O点以点以v=0.2米米/秒的速度向右作匀速运秒的速度向右作匀速运动动，经经2.5秒秒到达到达C点点时时，细绳细绳恰好断裂，恰好断裂，则细绳则细绳能承受的最大能承受的最大拉力是拉力是_牛（木条牛（木条质质量及物量及物块块的体的体积积大小均大小均可忽略不可忽略不计计）。）。15.如如图图所示，一支均匀的直尺放在水平桌面上，所示，一支均匀的直尺放在水平桌面上，一端伸出桌面，已知伸出桌面的部分是全尺的一端伸出桌面，已知伸出桌面的部分是全尺的1/3。当在当在B端挂一端挂一5牛的重物时，直尺的牛的重物时，直尺的A端刚刚开始翘端刚刚开始翘起，则此木尺的重量是起，则此木尺的重量是_牛。牛。16.如如图图所示，在杠杆所示，在杠杆AB的中点的中点O处处挂一个重物挂一个重物G，杠，杠杆杆B处处受一个水平方向力受一个水平方向力F的作用，的作用，绕绕A点沿点沿图图示方向示方向转动转动。当杠杆匀速。当杠杆匀速转动时转动时，力，力F将将_（填（填“变变大大”、“变变小小”或或“不不变变”）。）。1717杆秤是我国常杆秤是我国常见见的称量工具。的称量工具。为为了研究杆秤的刻度了研究杆秤的刻度是否均匀，取一把刻度尺来研究，在最左端加上配重，使是否均匀，取一把刻度尺来研究，在最左端加上配重，使刻度尺的重心刻度尺的重心G G0 0距提距提纽纽O O左左边边L L0 0的地方，如的地方，如图图所示，用所示，用质质量量为为m m1 1的的钩码钩码做秤砣，把它挂在离提做秤砣，把它挂在离提纽纽O O为为x x的地方；逐次增的地方；逐次增加待加待测测物体的物体的质质量量m mx x，调节调节秤砣的位置，使刻度尺保持平秤砣的位置，使刻度尺保持平衡。衡。记录记录下每次平衡下每次平衡时时的待的待测测物体的物体的质质量量m mx x与秤砣离提与秤砣离提纽纽O O的距离的距离x x，以，以x x为为横坐横坐标标，m mx x为纵为纵坐坐标标，做出如，做出如图图所示所示图图线线。（1 1）图线显图线显示是一条直示是一条直线说线说明了什么？明了什么？；（2 2）图线图线中中x x0 0=（用所（用所给给量表示）量表示）（杭州外国语学校2005年高中招生试卷）此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！