苏科版《杠杆》-课件.ppt

一章简单机械和功一章简单机械和功2023/5/241一、杠杆模型一、杠杆模型利用图中相关工具拔出板上的钉子。利用图中相关工具拔出板上的钉子。【活动活动】【思考思考】这些工具物理上都称为机械。这些工具物理上都称为机械。这些工具这些工具哪一种更方便、更省力呢哪一种更方便、更省力呢？2023/5/2421 1、这些机械工作时都具有哪些共同特点？、这些机械工作时都具有哪些共同特点？在力的作用下绕点转动在力的作用下绕点转动观察图片，寻找共性观察图片，寻找共性2023/5/243一、杠杆模型一、杠杆模型在力的作用下可绕固定点转动的硬棒。在力的作用下可绕固定点转动的硬棒。【杠杆杠杆】生活中有哪些可看作杠杆模型的工具呢生活中有哪些可看作杠杆模型的工具呢?【列举列举】思考：杠杆的使用效果与哪些因素有关呢？思考：杠杆的使用效果与哪些因素有关呢？思考：杠杆的使用效果与哪些因素有关呢？思考：杠杆的使用效果与哪些因素有关呢？撬棒撬棒跷跷板跷跷板启瓶器启瓶器2023/5/244一、杠杆模型一、杠杆模型影响杠杆使用效果的因素。影响杠杆使用效果的因素。【探究探究】A A、支点（、支点（O O）B B、动力（、动力（F F1 1）C C、阻力（、阻力（F F2 2）D D、动力臂（、动力臂（l1 1）E E、阻力臂（、阻力臂（l2 2）【五要素五要素】l1l2OF1F2支支支支 点点点点(o o)：杠杆绕着转动的固定点杠杆绕着转动的固定点杠杆绕着转动的固定点杠杆绕着转动的固定点动动动动 力力力力(F1(F1(F1(F1)：促使杠杆转动的力促使杠杆转动的力促使杠杆转动的力促使杠杆转动的力阻阻阻阻 力力力力(F2)(F2)(F2)(F2)：阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力动力臂动力臂动力臂动力臂(l1)：从支点到从支点到从支点到从支点到动力作用线动力作用线动力作用线动力作用线的垂直距离的垂直距离的垂直距离的垂直距离阻力臂阻力臂阻力臂阻力臂(l2)：从支点到从支点到从支点到从支点到阻力作用线阻力作用线阻力作用线阻力作用线的垂直距离的垂直距离的垂直距离的垂直距离(力的作用线：力的作用线：力的作用线：力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线过力的作用点，沿力的方向的直线过力的作用点，沿力的方向的直线过力的作用点，沿力的方向的直线)2023/5/245找出下列支点并画找出下列支点并画出力的作用线出力的作用线 F1F2F1支点支点(o)(o)支点支点（o o）F22023/5/246F1Ol1l2F2方法：方法：一、找一、找支点支点 二、画二、画力的作用线力的作用线三、过三、过支点支点做做力的作用线力的作用线的的垂垂线线（力臂）并标出字母（力臂）并标出字母2023/5/247画出图中各力的力臂画出图中各力的力臂l1l1l2l22023/5/248重点提示重点提示 1.动力、阻力都是杠杆受到的力！动力、阻力都是杠杆受到的力！所以所以:支点、动力作用点、阻力作用点都支点、动力作用点、阻力作用点都 在在杠杆杠杆上！上！2.正确判断阻力的方向正确判断阻力的方向!3.力臂是指支力臂是指支点点到力的作用到力的作用线线的的_距离距离!垂直垂直阻碍杠杆转动阻碍杠杆转动阻碍杠杆转动阻碍杠杆转动(注意支注意支注意支注意支点与两力的位置关系）点与两力的位置关系）点与两力的位置关系）点与两力的位置关系）2023/5/2491 1、杠杆、杠杆 力的作用下可绕固定点转动的硬棒力的作用下可绕固定点转动的硬棒2 2、杠杆五要素、杠杆五要素 支点（支点（O）动力（动力（F1）阻力（阻力（F2）动力臂（动力臂（l l1）阻力臂（阻力臂（l l2）3 3、画力臂、画力臂1.找支点找支点 2.画力的作用线画力的作用线3.过过支点支点做做力的作用线的垂力的作用线的垂线（力臂）并标出字母线（力臂）并标出字母2023/5/2410二、构建杠杆模型二、构建杠杆模型【钓鱼杆钓鱼杆】作出其杠杆模型的五要素。作出其杠杆模型的五要素。2023/5/2411二、构建杠杆模型二、构建杠杆模型【镊子镊子】作出其杠杆模型的五要素。作出其杠杆模型的五要素。2023/5/2412二、构建杠杆模型二、构建杠杆模型【人体关节人体关节】作出手腕部杠杆模型的五要素。作出手腕部杠杆模型的五要素。2023/5/2413例、构建下列杠杆模型，画出对应的五要素。例、构建下列杠杆模型，画出对应的五要素。2023/5/2414三、杠杆的平衡三、杠杆的平衡静止或缓慢的匀速圆周转动。静止或缓慢的匀速圆周转动。【平衡状态平衡状态】【活动活动】杠杆满足什么条件才能处于平衡状态呢？杠杆满足什么条件才能处于平衡状态呢？力大则对应力臂要小，力小则对应力臂要大力大则对应力臂要小，力小则对应力臂要大体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来？体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来？【思考思考】【猜想猜想】2023/5/2415评估评估评估评估方案方案方案方案结论结论结论结论C.C.实验中如何快速测得动（阻）力臂？实验中如何快速测得动（阻）力臂？（多个钩码）（多个钩码）四、探究杠杆平衡的条件四、探究杠杆平衡的条件B.B.实验中如何方便地提供动力和阻力？实验中如何方便地提供动力和阻力？（平衡螺母）（平衡螺母）这个探究实验给了我们哪些启示？这个探究实验给了我们哪些启示？动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂A.A.实验中如何解决杠杆自重对平衡的影响？实验中如何解决杠杆自重对平衡的影响？（水平位置平衡）（水平位置平衡）（弹簧测力计）（弹簧测力计）（在杠杆上标记均匀刻度）（在杠杆上标记均匀刻度）2023/5/2416四、探究杠杆平衡的条件四、探究杠杆平衡的条件【实验过程实验过程】【结论结论】2 2、动力、动力=阻力阻力 动力臂动力臂=阻力臂阻力臂1 1、动力、动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂3 3、动力、动力+动力臂动力臂=阻力阻力+阻力臂阻力臂归纳总结实验结论。归纳总结实验结论。2023/5/2417四、探究杠杆平衡的条件四、探究杠杆平衡的条件【实验评估实验评估】1.1.为什么要调节杠杆在水平位置平衡？为什么要调节杠杆在水平位置平衡？2.2.为什么要进行多次实验探究？为什么要进行多次实验探究？（便于测量力臂）（便于测量力臂）（便于从实验数据中归纳总结出可靠的一般规律）（便于从实验数据中归纳总结出可靠的一般规律）2023/5/2418【内容内容】【公式公式】【拓展拓展】【思考思考】五、杠杆平衡原理五、杠杆平衡原理动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂F1l1F2l2杠杆受多个动（阻）力的平衡条件是什么呢？杠杆受多个动（阻）力的平衡条件是什么呢？给我一个支点和一根足够长的硬给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。棒，我就能撬动地球。阿基米德阿基米德F1l1+Fnln F2l2+Fmlm F1l1 F2l2阿基米德撬地球的杠杆应该有什么特点呢？阿基米德撬地球的杠杆应该有什么特点呢？2023/5/24191省省力力杠杠杆杆省力杠杆有哪些特点？省力杠杆有哪些特点？六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【杠杆的分类杠杆的分类】【特点特点】动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂动力小于阻力，省力动力小于阻力，省力 费距离费距离【实例实例】起子起子羊角锤羊角锤压水井手柄等压水井手柄等2023/5/24202费费力力杠杠杆杆六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【杠杆的分类杠杆的分类】【特点特点】动力臂小于阻力臂动力臂小于阻力臂动力大于阻力，费力动力大于阻力，费力 省距离省距离【实例实例】船桨等船桨等笤帚笤帚筷子筷子费力杠杆有哪些特点？费力杠杆有哪些特点？镊子镊子2023/5/24213等等臂臂杠杠杆杆天平如果不等臂怎么修正？天平如果不等臂怎么修正？六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【杠杆的分类杠杆的分类】【特点特点】动力臂等于阻力臂动力臂等于阻力臂动力等于阻力，动力等于阻力，不费力不省距离不费力不省距离【实例实例】天平等天平等（等量替代）（等量替代）2023/5/2422六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【杆秤原理的研究杆秤原理的研究】【原理原理】1 1、杆秤上的刻度线是否均匀分布？、杆秤上的刻度线是否均匀分布？3 3、有一种双提钮杆秤，双提钮的作用是什么？、有一种双提钮杆秤，双提钮的作用是什么？2 2、长期使用秤砣生锈对测量结果有什么影响？、长期使用秤砣生锈对测量结果有什么影响？F1l1F2l2m物物gAOm砣砣gOBm物物m砣砣OB/AOm物物与与OB成正比成正比【思考思考】（均匀）（均匀）（偏小）（偏小）（量程）（量程）2023/5/2423六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【平衡要素的计算平衡要素的计算】【方法方法】1 1、合理构建模型，明确平衡要素、合理构建模型，明确平衡要素3 3、注意单位统一，规范解题过程、注意单位统一，规范解题过程2 2、对应杠杆原理，落实公式变形、对应杠杆原理，落实公式变形2023/5/2424六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【平衡要素的计算平衡要素的计算】例、扁担长例、扁担长2m2m，两端物体的质量，两端物体的质量分别为分别为50kg50kg和和30kg30kg。若不考虑扁。若不考虑扁担的重力。人的肩头应在什么位担的重力。人的肩头应在什么位置，扁担才平衡置，扁担才平衡?【解解】F1l1F2l2m1gAOm2g(ABAO)50kgAO30kg(2mAO)解之得：解之得：AO0.75m肩头离肩头离A A端端0.75m0.75m处，扁担可保持平衡。处，扁担可保持平衡。【答答】2023/5/2425六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用例、如图，例、如图，质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相 等的，等的，0 0为支点，杠杆两边所挂的每一个钩码均相同，为支点，杠杆两边所挂的每一个钩码均相同，杠杆在水平位置平衡。在下列情况下，杠杆仍在水平杠杆在水平位置平衡。在下列情况下，杠杆仍在水平 位置保持平衡的是位置保持平衡的是（）A A两边都减少一个钩码两边都减少一个钩码 B B两边的钩码下各加挂一个两边的钩码下各加挂一个 相同的钩码相同的钩码 C C左边钩码向右移一格，右左边钩码向右移一格，右 边钩码同时向左移一格边钩码同时向左移一格 D D右边加挂一个相同钩码，左边钩码同时向左移一格右边加挂一个相同钩码，左边钩码同时向左移一格F1l1F2l2 F1l1 F2l2【动态平衡的分析动态平衡的分析】2023/5/2426六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【动态平衡的分析动态平衡的分析】例、如图所示，一个轻质杠杆可绕轴例、如图所示，一个轻质杠杆可绕轴O O转动，在直杆转动，在直杆 的中点挂一重物的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力在杆的另一端施加一个动力F F，将直杆从右下位置慢慢抬起到水平位置过程中，将直杆从右下位置慢慢抬起到水平位置过程中，力力F F大小的变化情况是大小的变化情况是 ()()A.A.一直增大一直增大 B.B.一直减小一直减小 C.C.保持不变保持不变 D.D.无法确定无法确定2023/5/2427六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【动态平衡的分析动态平衡的分析】例、如图所示例、如图所示,在一个轻质杠杆在一个轻质杠杆 的中点挂一重物的中点挂一重物,在杆的另在杆的另 一端施加一个动力一端施加一个动力F F，使杠，使杠 杆保持平衡杆保持平衡,然后向右转动然后向右转动 F F至水平方向，这一过程中至水平方向，这一过程中 F F变化情况是变化情况是 ()()A.A.一直增大一直增大 B.B.一直减小一直减小 C.C.先变小后变大先变小后变大 D.D.先变大后变小先变大后变小思考：如何确定出使杠杆平衡的最小动力呢？思考：如何确定出使杠杆平衡的最小动力呢？2023/5/2428六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【最小动力的确定最小动力的确定】【方法方法】1 1、合理确定支点、合理确定支点OO和动力作用点和动力作用点3 3、作动力作用线，判断阻力作用效果、作动力作用线，判断阻力作用效果2 2、连线支点和动力作用点为最大动力臂、连线支点和动力作用点为最大动力臂4 4、根据、根据“顺逆原则顺逆原则”确定动力方向确定动力方向2023/5/2429六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【最小动力的确定最小动力的确定】可见，杠杆这一简单机械依然具有重要的价值可见，杠杆这一简单机械依然具有重要的价值2023/5/2430思考：怎么克服杠杆的这些缺陷呢？思考：怎么克服杠杆的这些缺陷呢？七、杠杆的设计和选择七、杠杆的设计和选择设计一个杠杆帮助人们从井中打水。设计一个杠杆帮助人们从井中打水。【活动活动】2023/5/2431