初二物理杠杆知识点省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第1节节 杠杠 杆杆第1页生活中常见杠杆生活中常见杠杆第2页第3页提问：1.2.3.转轴绕轴转动硬棒让我想一想?第4页oF1F2L1L2杠杆：杠杆：在在力作用力作用下能够绕下能够绕固定点固定点转动转动 硬棒硬棒。1.什么是杠杆第5页动力臂动力臂阻力臂阻力臂动力动力阻力阻力（阻阻力作用线）力作用线）o o支点支点杠杆“五要素”（动力作用线）力作用线）第6页动力臂动力臂阻力臂阻力臂动力动力阻力阻力（阻阻力作用线）力作用线）o o支点支点（动力作用线）力作用线）支支支支 点点点点(o o)：杠杆绕着转动点杠杆绕着转动点杠杆绕着转动点杠杆绕着转动点支点能够支点能够 在两力在两力之间也能够之间也能够 在两在两力之外。力之外。动动动动 力力力力(F F F F1 1 1 1)：促使杠杆转动力促使杠杆转动力促使杠杆转动力促使杠杆转动力杠杆杠杆“五要素五要素”动力臂动力臂(L L1 1)：从支点到从支点到动力动力作用线作用线垂直垂直距离距离第7页阻力臂阻力臂(L L2 2)：从支点到从支点到阻力作用线阻力作用线垂直垂直距离距离(力作用线力作用线力作用线力作用线：过力作用点，沿力方向直线：过力作用点，沿力方向直线：过力作用点，沿力方向直线：过力作用点，沿力方向直线)动力臂动力臂阻力臂阻力臂动力动力阻力阻力（阻阻力作用线）力作用线）o o支点支点（动力作用线）力作用线）杠杆杠杆“五要素五要素”阻阻阻阻 力力力力(F F F F2 2 2 2)：妨碍杠杆转动力妨碍杠杆转动力妨碍杠杆转动力妨碍杠杆转动力第8页支点在两力之外支点在两力之外第9页支点支点O动力臂动力臂l阻力臂阻力臂l动力动力阻力阻力2力臂作法力臂作法（重点与难点）（重点与难点）1.1.找出找出支点支点O O2.2.沿力方向作出沿力方向作出力作用线力作用线3.3.从支点向力作用线作从支点向力作用线作垂线段，垂线段，并标出并标出符号。符号。一找一找支点支点 二画二画线线（力作用线）（力作用线）三定三定距离距离（力臂长（力臂长）第10页OO OF1F1F1F2F2F2OL1L2支点支点 动力动力阻力阻力动力臂动力臂阻力臂阻力臂一找一找支点支点 二画二画线线（力作用线）（力作用线）三定三定距离距离（力臂长（力臂长）第11页oF1F2L1L2第12页oF1F2L2L1第13页OF1F2第14页练习：什么是力臂？v2 杠杆是否都是直回答：力臂是支点到力作用线 垂直距离。思索讨论：1 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 作用方向改变，力臂是否改变？答：不是答：杠杆能够是直，也能够是弯答：要改变想一想?第15页1、找出以下各图中动力和阻力，并画出杠杆力臂。第16页2、第17页3、第18页请作出动力臂和阻力臂方法：方法：作力作用线；作力作用线；从支点作力作用线垂线从支点作力作用线垂线4、第19页5画出图中各力力臂：画出图中各力力臂：第20页6如图，均匀直棒如图，均匀直棒OA可绕可绕O点转动，点转动，请分别画出水平拉力请分别画出水平拉力和重力和重力G力臂力臂第21页假如力作用线过支点，力臂为多少？假如力作用线过支点，力臂为多少？第22页探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件物体平衡状态物体平衡状态杠杆平衡状态杠杆平衡状态保持保持匀速直线运动匀速直线运动保持静止保持静止保持保持匀速转动匀速转动保持静止保持静止第23页探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件猜测猜测:杠杆平衡可能与哪些原因相关杠杆平衡可能与哪些原因相关?杠杆平衡条件杠杆平衡条件物体平衡条件物体平衡条件受受平衡力平衡力作用作用只与只与力三要素力三要素相关相关第24页AB试验设计试验设计杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件器材器材:测量物理量测量物理量:力力力臂力臂 A、B两图中杠杆处两图中杠杆处于静止状态，试验时采取于静止状态，试验时采取哪幅图？为何？哪幅图？为何？讨论：讨论：试验时，使杠杆在试验时，使杠杆在水平水平位置位置平衡，便于在杠杆上平衡，便于在杠杆上直接读出力臂直接读出力臂大小。大小。第25页F F1 1F F2 2oL L1 1L L2 2杠杆在什么条件下平衡？杠杆在什么条件下平衡？杠杆杠杆平衡平衡螺母螺母第26页CD探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件 在试验前在试验前,是否也要调整杠杆在水平位是否也要调整杠杆在水平位置平衡置平衡?为何？为何？讨论：讨论：试验前，使杠杆在试验前，使杠杆在水平水平位置位置平衡，为了平衡，为了防止杠杆防止杠杆本身重力对杠杆平衡影响本身重力对杠杆平衡影响。第27页四研究杠杆平衡条件四研究杠杆平衡条件试验前要调整杠杆两端平衡螺母，使杠杆在_位置平衡，这么做是 为了_.若发觉杠杆左端低、右端高，这 时应将两端螺母都向_移.支点经过杠杆重心，这么做目标是：_。试验中，我们要测量数据有：_。从杠杆上方便地读出或测量出力臂 右水平使重力作用线经过支点，重力力臂为0，不影响杠杆平衡条件动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2 第28页探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件试验步骤：试验步骤：1.调整杠杆在水平位置平衡。调整杠杆在水平位置平衡。2.在杠杆左侧挂上适量钩码，用弹簧测力在杠杆左侧挂上适量钩码，用弹簧测力计在计在竖直方向竖直方向拉，使杠杆在水平位置平拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。衡，记下弹簧测力计示数。3.改变钩码数量或位置，重复上面步骤，改变钩码数量或位置，重复上面步骤，得出得出三组三组数据。数据。第29页注意事项：注意事项：1 1、在试验前要经过调整杠杆两端平衡螺母，、在试验前要经过调整杠杆两端平衡螺母，使杠杆水平平衡。使杠杆水平平衡。2 2、挂钩码后，不能再动平衡螺母。、挂钩码后，不能再动平衡螺母。3 3、读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状、读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，方便直接读出力臂长度。态，方便直接读出力臂长度。第30页试验次数F F1 1/N/NL L1 1/m/mF F2 2/N/NL L2 2/m/m120.440.2230.220.3杠杆平衡条件：杠杆平衡条件：探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件F F1 1+L+L1 1F F2 2+L+L2 22+0.4 4+0.23+0.2 2+0.3340.1 2 0.2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 F F1 1+L+L1 1 F F2 2+L+L2 2F F1 1L L1 1（N Nm m）F F2 2L L2 2（N Nm m）0.80.80.60.60.40.4F F1 1X LX L1 1=F=F2 2X LX L2 2第31页v例：如图所表示，在距杠杆例：如图所表示，在距杠杆20厘米厘米B处挂有处挂有600牛重物。牛重物。要使杠杆平衡，需要在距要使杠杆平衡，需要在距B处处60厘米厘米A处最少加处最少加 牛力，且方向为牛力，且方向为 。v解析：挂在解析：挂在B处重物对杠杆力为阻力，用处重物对杠杆力为阻力，用F2表示，阻力表示，阻力臂臂L220厘米，作用在厘米，作用在A点力用点力用F1表示，表示，当竖直向上用当竖直向上用力时，所用动力力时，所用动力F1最小最小，此时，动力臂为，此时，动力臂为L120厘米厘米60厘米厘米80厘米，如图所表示。利用杠杆平衡条件，解：厘米，如图所表示。利用杠杆平衡条件，解：vF1L1F2L2，F180厘米厘米600牛牛20厘米厘米A AB B600600牛牛O OO OF F1 1F F2 2l l1 1l l2 2150竖直向上竖直向上第32页例题 假如大人重750N，小女孩重250N。大人离跷跷板转轴0.5m时，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？已知已知已知已知：F F2 2=750N=750N,L L2 2=0.5m=0.5m，F F1 1=250N=250N求：求：求：求：L L1 1例题 假如大人重750N，小女孩重250N。大人离跷跷板转轴0.5m时，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？例题 假如大人重750N，小女孩重250N。大人离跷跷板转轴0.5m时，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？解：依据杠杆平衡条件解：依据杠杆平衡条件解：依据杠杆平衡条件解：依据杠杆平衡条件F1L1F2L2得得得得 L1=L2=0.5m=1.5m答：小女孩应该坐在离转轴答：小女孩应该坐在离转轴答：小女孩应该坐在离转轴答：小女孩应该坐在离转轴1.5m处处处处。F2F1250N750N第33页例题例题 用一杠杆撬起一块重用一杠杆撬起一块重1000牛石头，牛石头，假如动力臂是假如动力臂是150厘米，阻力臂是厘米，阻力臂是30厘米，厘米，那么要撬动这块石头，需用多大力？那么要撬动这块石头，需用多大力？已知：已知：F2=1000牛牛 l1=150厘米厘米 l2=30厘米厘米求：求：F1解：由杠杆原理得：解：由杠杆原理得：F1l1=F2l2 故：故：F1=200牛牛 F2l2l11000牛牛30厘米厘米150厘米厘米答：撬动这块石头需用答：撬动这块石头需用200牛力牛力第34页Ol1=9ml2=7cmF1=200NF2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=200N9m200N9m0.07m=2.57=2.5710104 4N Nm m=F F2 2g g=10Nkg12.572.5710104 4N N=2.57=2.5710103 3kg kg=2.57t2.57t第35页杠杆分类杠杆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劲杠杆费劲杠杆小结：小结：判断杠杆类型，实际就是比较判断杠杆类型，实际就是比较动力臂动力臂和阻力臂和阻力臂大小大小杠杆要平衡，杠杆要平衡，力乘力臂等。力乘力臂等。大力力臂小，小力力臂大。大力力臂小，小力力臂大。第36页杠杆类型 杠杆特点杠杆优点杠杆缺点应用省力杠杆费劲杠杆等臂杠杆L L1 1LL2 2F F1 1FF2 2(动力动力 阻力阻力)省力费距离省距离费劲既不省力也不省距离L L1 1LFF2 2(动力动力 阻力阻力)L L1 1=L=L2 2F F1 1=F=F2 2(动力动力=阻力阻力)小结：小结：判断杠杆类型，实际就是比较判断杠杆类型，实际就是比较动力臂动力臂和阻力臂和阻力臂大小大小第37页F3F2 F4F1第38页F1F2F3向什么方向最省力？第39页如图所表示，如图所表示，O O为支点，在为支点，在A A点挂一个重物点挂一个重物G G，要使杠杆，要使杠杆平衡，则在平衡，则在B B点施加最小力点施加最小力是（是（）A AB BO OF F1 1F F2 2F F3 3F F4 4L1L2L4F1第40页杠杆分类杠杆分类请对以下器具应用杠杆进行分类：请对以下器具应用杠杆进行分类：等臂杠杆等臂杠杆费劲杠杆费劲杠杆费劲杠杆费劲杠杆省力杠杆省力杠杆费劲杠杆费劲杠杆第41页杠杆分类杠杆分类请对以下器具应用杠杆进行分类：请对以下器具应用杠杆进行分类：省力杠杆省力杠杆费劲杠杆费劲杠杆省力杠杆省力杠杆费劲杠杆费劲杠杆省力杠杆省力杠杆费劲杠杆费劲杠杆第42页生活生活物理物理社会社会生活中剪刀生活中剪刀思索：思索：什么情况下，人们会选取费劲杠杆？什么情况下，人们会选取费劲杠杆？使用费劲杠杆有什么好处？使用费劲杠杆有什么好处？当当阻力比较小阻力比较小时，人们会选取费劲杠杆。时，人们会选取费劲杠杆。使用费劲杠杆会使用费劲杠杆会省距离省距离，很方便。，很方便。第43页支点支点用力点用力点阻力点阻力点阻力点阻力点支点支点用力点用力点剪发剪剪发剪铁皮剪铁皮剪 经过对力点、重点、支点分析，剪发剪是费劲杠杆，铁皮剪是省力杠杆。第44页1、如图所表示，轻杆、如图所表示，轻杆AO长长L，可绕，可绕O转动。转动。A端用绳子吊端用绳子吊起，当一起，当一150N重物吊于重物吊于AO上上B点点,且且AB=L/5，求绳子所能，求绳子所能承受最大拉力？承受最大拉力？OBA2、有一重力不、有一重力不计，长2m杠杆，左端挂杠杆，左端挂50N重物，右端挂重物，右端挂150N重物。若使杠杆在水平位重物。若使杠杆在水平位置平衡，支点置平衡，支点应离左端多离左端多远？OF1F2?第45页5、如图所表示杠杆在水平位置平衡，假如两个球以相同速度、如图所表示杠杆在水平位置平衡，假如两个球以相同速度同时匀速向支点移动，杠杆还会平衡吗？同时匀速向支点移动，杠杆还会平衡吗？第46页GOL L2 2GL L2 2 【例例1 1】如图所表示杠杆，在如图所表示杠杆，在A A端施一个一直端施一个一直与杠杆垂直力与杠杆垂直力F F，当杠杆由如图实线位置匀，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，速转动到虚线位置时，F F大小改变情况是（大小改变情况是（）A A大小不变大小不变 B B由大变小由大变小 C C先变大后变小先变大后变小 D D先变小后变大先变小后变大 第47页【例例2 2】如图所表示杠杆，在如图所表示杠杆，在A A端施一个一直与端施一个一直与杠杆垂直力杠杆垂直力F F，当杠杆由如图实线位置匀速，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，转动到虚线位置时，F F大小改变情况是（大小改变情况是（）A A大小不变大小不变B B由小变大由小变大 C C先变大后变小先变大后变小D D先变小后变大先变小后变大 GGOL L2 2第48页【例例3 3】如图所表示杠杆，在如图所表示杠杆，在A A端施一个端施一个一直与一直与杠杆垂直杠杆垂直力力F F，当杠杆由如图实线位置匀速，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，转动到虚线位置时，F F大小改变情况是（大小改变情况是（）A A大小不变大小不变 B B由小变大由小变大 C C先变大后变小先变大后变小 D D先变小后变大先变小后变大 GOv 杠杆动态分析杠杆动态分析第49页v【变式变式1 1】.如图是过去农村用舂米工具结构示意图，它如图是过去农村用舂米工具结构示意图，它是应用杠杆平衡原理进行工作。是应用杠杆平衡原理进行工作。图中图中O O为固定转轴，杆为固定转轴，杆右侧右侧A A端连接着石球，脚踏杆左侧端连接着石球，脚踏杆左侧B B端能够使石球升高到端能够使石球升高到P P处，放开脚，石球会落下击打稻谷。若脚用力处，放开脚，石球会落下击打稻谷。若脚用力F F，而且，而且方向一直竖直向下，假定在石块从最低点升起到方向一直竖直向下，假定在石块从最低点升起到P P处过处过程中，每个位置杆都处于平衡状态，则（程中，每个位置杆都处于平衡状态，则（）vA A力力F F大小一直不变大小一直不变vB B力力F F先变大后变小先变大后变小vC C力力F F和它力臂乘积一直不变和它力臂乘积一直不变vD D力力F F和它力臂乘积先变大后变小和它力臂乘积先变大后变小FOBAP第50页【变式式2】如如图所表示，所表示，O为杠杆支点，在杠杆支点，在杠杆右端杠杆右端B点点处挂一重物。挂一重物。MN是以是以A为圆心心弧弧线导轨，绳一端系在杠杆一端系在杠杆A点，另一端点，另一端E能能够在弧在弧线形形导轨上自由滑上自由滑动，当，当绳E端从端从导轨一端一端N点向另一端点向另一端M点滑点滑动过程中，杠程中，杠杆一直水平，杆一直水平，绳AE对杠杆拉力改杠杆拉力改变情况是情况是（）OMNEBAA、先变大后变小、先变大后变小 B、先变小后变大、先变小后变大 C、一直变小、一直变小 D、一直变大、一直变大B第51页v2.杠杆偏转问题杠杆偏转问题已知已知AOAOBOBO，F Fl l，F F2 2大小及方向都不变，大小及方向都不变，如将它们作用点同时向支点如将它们作用点同时向支点O O移动相同距离，移动相同距离，则杠杆将则杠杆将 A AB B端下沉端下沉 B BA A端下沉端下沉 C C仍平衡仍平衡 D D无法判断无法判断极限思想极限思想数学比较数学比较第52页v在上题中，假如保持两个力力臂不变，在上题中，假如保持两个力力臂不变，两个力两个力F F1 1，F F2 2同时降低相同力，则杠杆将同时降低相同力，则杠杆将 vA AB B端下沉端下沉 vB BA A端下沉端下沉 vC C依然平衡依然平衡 vD D无法判断无法判断第53页【例例1】如如图图所所表表示示，在在一一根根长长为为1m，横横截截面面积积为为6cm2、密密度度0.8103kg/m3均均匀匀木木棒棒左左端端，挂挂一一个个重重为为16N石石块块。问问绳绳套套O应应在在何处能够使木棒处于水平位置平衡？何处能够使木棒处于水平位置平衡？BCAO3.状态方程问题状态方程问题第54页【例例例例2 2】如图所表示，将一个长方体重物甲挂在杠杆左如图所表示，将一个长方体重物甲挂在杠杆左如图所表示，将一个长方体重物甲挂在杠杆左如图所表示，将一个长方体重物甲挂在杠杆左端端端端A A点，一个人在杠杆支点右侧点，一个人在杠杆支点右侧点，一个人在杠杆支点右侧点，一个人在杠杆支点右侧B B点经过滑环对杠杆施点经过滑环对杠杆施点经过滑环对杠杆施点经过滑环对杠杆施加了竖直向下力加了竖直向下力加了竖直向下力加了竖直向下力F F1 1，使杠杆在水平位置静止，已知，使杠杆在水平位置静止，已知，使杠杆在水平位置静止，已知，使杠杆在水平位置静止，已知OAOA：OBOB=4=4：1 1，F F1 1大小为大小为大小为大小为100N100N。在重物下端加挂另一重。在重物下端加挂另一重。在重物下端加挂另一重。在重物下端加挂另一重物乙，依然在物乙，依然在物乙，依然在物乙，依然在B B点经过滑环对杠杆施加竖直向下力，点经过滑环对杠杆施加竖直向下力，点经过滑环对杠杆施加竖直向下力，点经过滑环对杠杆施加竖直向下力，大小为大小为大小为大小为F F2 2。当滑环向右移到。当滑环向右移到。当滑环向右移到。当滑环向右移到C C点，此时经过滑环对杠点，此时经过滑环对杠点，此时经过滑环对杠点，此时经过滑环对杠杆施加竖直向下力为杆施加竖直向下力为杆施加竖直向下力为杆施加竖直向下力为F F3 3，F F2 2和和和和F F3 3均能使杠杆在水平位均能使杠杆在水平位均能使杠杆在水平位均能使杠杆在水平位置平衡。已知置平衡。已知置平衡。已知置平衡。已知F F2 2-F F3 3=80N=80N，且，且，且，且BCBC：OBOB=1=1：2 2。求：。求：。求：。求：（1 1）重物甲重力；）重物甲重力；）重物甲重力；）重物甲重力；（2 2）重物乙重力。）重物乙重力。）重物乙重力。）重物乙重力。重物甲重力重物甲重力重物甲重力重物甲重力25N;重物乙重力重物乙重力重物乙重力重物乙重力35N;第55页【例例例例3 3】、如图所表示，、如图所表示，AB为一轻质杠杆，为一轻质杠杆，O为杠杠为杠杠AB支点，杠杆支点，杠杆A A端挂一正方体金属块端挂一正方体金属块C，它重力，它重力G=60=60N，密度，密度=6=610103 3kg/mkg/m3 3，作用在杠杆作用在杠杆B B端拉力端拉力F为为3030N时时，杠杆杠杆AB水平平衡。已知水平平衡。已知OA：OB=4:5=4:5，求，求（1 1）杠杆）杠杆A A端对金属块端对金属块C拉力拉力F A；（37.5N）（2 2）金属块）金属块C对地面压强对地面压强P；（2.2510103 3Pa）（3 3）若将金属块）若将金属块C浸没在水中，为确保杠杆浸没在水中，为确保杠杆AB水平水平平衡，则作用在杠杆平衡，则作用在杠杆B端拉力端拉力F 是多少？是多少？（40N）OABFC第56页