第十二章第一节杠杆.ppt

给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。,阿基米德,第一节 杠杆,这三个用具有什,么共同特点,一根硬棒在力的作用下如果能绕着,固定点转动，这根硬棒就叫做,杠杆,注意：杠杆可以是弯曲的，但必需是硬的。,举例,提问：在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢,？,O,O,O,F,1,F,1,F,1,F,2,F,2,F,2,O,L,1,L,2,支点,动力,阻力,动力臂,阻力臂,这,些概念很重要,支点：,杠杆绕着转动的固定点，用O表示。,动力：,使杠杆转动的力，用F,1,表示。,动,力臂：,从支点到动力作用线的距离，用L,1,表示。,阻力：,阻碍杠杆转动的力，用F,2,表示。,阻,力臂：,从支点到阻力作用线的距离，用,L,2,表,示。,力臂的画法：,（,1,）确定支点,（,2,）画力的作用线,（,3,）从支点向力的作用线,引垂线,即力臂,F,2,B,O,A,F,1,（,4,）标出直角符号、大括号和力臂,L,l,2,l,1,力臂的画法,O,l,1,F,1,l,2,F,2,1.,找,支点,2.,作,力的作用线,3.,作,力臂,力臂的作法（动力及阻力在支点,同,侧）,杠杆示意图的作法,l,1,F,1,l,2,F,2,F,1,F,2,L,1,L,2,O,画出各力和力臂,怎样画杠杆的力臂,F,1,O,L,1,L,2,F,2,练 习,找出下列各图中动力和阻力，并画出杠杆力臂。,O,F,1,F,2,L,1,L,2,o,F,1,F,2,L,1,L,2,O,F,2,F,1,L,1,L,2,画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,F,1,F,2,L,1,L,2,O,F,1,F,2,L,1,L,2,O,2,杠杆是否都是直的？,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：杠杆可以是直的，也可以是弯的,答：要改变,想一想,?,练一练：,如,图所示的杠杆中，动力的力臂用,L,表示，图中所画力臂正确的是（）,D,例、在下图杠杆中，画出对应的力或力臂。,二、构建杠杆模型,【,镊子作出其杠杆模型的五要素。,1,、什么是杠杆的平衡？,当杠杆在动力和阻力的作用下,静止,或做,匀速转动,时，我们说杠杆平衡了。,一、杠杆平衡条件,2,、平衡螺母的作用及调节方法：,平衡螺母的作用是调节杠杆,自身的平衡,方法：,左,高向,左,调、,右,高向,右,调,3,、为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢,?,便于力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出。,3,、实验步骤：,1.,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。,3.,改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据。,实验次数,F,1,/N,l1,/cm,F,2,/N,l,2,/cm,F,1,l,1,（,N,cm,）,F,2,l,2,（,N,cm,）,1,2,3,探究杠杆的平衡条件,提问,:,你的实验结论与你的假设,一致吗,?,你的结论是什么,?,杠杆的平衡条件是（阿基米德发现的）：,分析与论证,动力,动力臂,=,阻力,阻力臂,公式表示为：,F,1,L,1,=F,2,L,2,实验探究,练一练：,杠杆平衡时，动力为,10N,，阻力为,40N,，,动力臂为,0.4m,求阻力臂。,0.1m,【,实验评估,】,1.,为什么要调节杠杆在水平位置平衡？,2.,为什么要进行多次实验探究？,（消除杠杆自重的影响）,（便于测量相应的力臂）,（便于从实验数据中归纳总结出可靠的一般规律）,二、杠杆的分类,三种杠杆,省力杠杆,费力杠杆,等臂杠杆,l,1,l,2,F,1,F,2,如撬棒、压水机的柄,l,1,F,2,如镊子、钓鱼竿,l,1,l,2,F,1,F,2,如天平,F,1,F,2,动力臂l,1,阻力臂l,2,O,由 F,1,l,1,=F,2,l,2,l,1,l,2,F,1,F,2,这,是省力杠杆,1,、省力杠杆,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,O,F,2,F,1,A,B,F,2,F,1,A,B,省,力杠,杆省,力，但,费距,离,省力杠杆的特点,省力杠杆,F,2,F,1,动力臂l,1,阻力臂l,2,O,由 F,1,l,1,=F,2,l,2,l,1,F,2,这,是费力杠杆,2,、费力杠杆,F,2,F,1,h,S=4h,A,B,A,B,F,2,F,1,O,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,h,S=4h,费,力杠,杆费力,，,但省,距离,费力杠杆特点,费力杠杆,F,2,F,1,动力臂l,1,阻力臂l,2,O,由 F,1,l,1,=F,2,l,2,l,1,=,l,2,F,1,=,F,2,这是等臂杠杆,等臂杠杆不省力，也不省距离,3,、等臂杠杆特点,思考与讨论：,求作用在杠杆上最小力的方法,:,第一步：连接支点和力的作用点,第二步：过力的作用点画出垂直于此连线的力即为最小的力,1,、图中杠杆,B,点挂着重物,G,，若在,A,点施加一个最小的力,F,使杠杆平衡在图中的位置，请画出此力的示意图和力臂。,2,、如图所示，在课桌的,C,点用最小的力把桌腿,B,抬离地面，在抬起时桌腿,A,没有滑动。请在,C,点画出这个力的示意图，并标出它的力臂,l,。,判断杠杆的种类,古埃及金字塔的建设,生活中的杠杆,O,l,1,=9 m,l,2,=7 cm,F,1,=200 N,F,2,例题：,由,F,1,l,1,F,2,l,2,得：,解：,F,2,=,F,1,l,1,l,2,=,200 N,9 m,0.07 m,=2.57,10,4,Nm,=,F,2,g,=,10,N,kg,1,2.57,10,4,N,=2.57,10,3,kg=2.57 t,1.,学习了杠杆、支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂等概念,。,2,、如何画力臂,3.,杠杆平衡条件：,动力,动力臂,=,阻力,阻力臂,(,文字表达式,),F,1,L,1,=F,2,L,2,(,数学表达式,),4.,杠杆的种类：,省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。,笔记整理：,应 用,杠杆缺点,杠杆优点,杠杆特点,杠杆类型,等臂杠杆,费力杠杆,省力杠杆,L,1,L,2,，,F,1,F,2,(,动力,阻力,),L,1,F,2,(,动力,阻力,),L,1,=L,2,，,F,1,=F,2,(,动力,=,阻力,),省力,省距离,既不省力也不省距离,费距离,费 力,1,、两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则,(),A,、这两个力的大小必须相等,B,、这两个力的力臂长必须相等,C,、力臂较长的那个力比较大,D,、力臂较长的那个力比较小,D,课堂练习,2.,请对下列器具应用的杠杆进行分类：,省力杠杆,费力杠杆,费力杠杆,费力杠杆,省力杠杆,费力杠杆,3,、根据具体工作需要能选择合适的工具是劳动者的基本技能要剪开较硬的物体，图中的四种剪刀，应选择,(),D,4,图中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆，其中费力杠杆是,(),5.,如图，,质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相,等的，,0,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,位置保持平衡的是,（）,A,两边都减少一个钩码,B,两边的钩码下各加挂一个,相同的钩码,C,左边钩码向右移一格，右,边钩码同时向左移一格,D,右边加挂一个相同钩码，左边钩码同时向左移一格,F,1,l,1,F,2,l,2,F,1,l,1,F,2,l,2,6,、如图所示，一个轻质杠杆可绕轴,O,转动，在直杆,的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力,F,，,将直杆从右下位置慢慢抬起到水平位置过程中，,力,F,大小的变化情况是,(),A.,一直增大,B.,一直减小,C.,保持不变,D.,无法确定,7,、钢丝钳是日常生活中常用到的工具，使用钢丝钳时涉及到许多物理知识，请写出三个：,(1),。,(2),。,(3),。,8,、如图所示,在一个轻质杠杆,的中点挂一重物,在杆的另,一端施加一个动力,F,，使杠,杆保持平衡,然后向右转动,F,至水平方向，这一过程中,F,变化情况是,(),A.,一直增大,B.,一直减小,C.,先变小后变大,D.,先变大后变小,思考：如何确定出使杠杆平衡的最小动力呢？,C,9,:,如图所示杠杆，在,A,端施一个,始终与杠杆垂直,的力,F,，,当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，,F,大小的变化情况是,（,）,A,大小不变,B,由小变大,C,先变大后变小,D,先变小后变大,G,O,10,、如图所示，一轻质杠杆,OA,可绕,O,点无摩擦转动，,A,端用绳子系在竖直墙壁的,B,点，在杠杆的,C,点悬挂一重为,20N,的物体，杠杆处于水平静止状态已知,OA,长为,50cm,，,OC,长为,30cm,，,OAB=30,(1),请在图中画出绳子对杠杆拉力,F,的力臂,(2),拉力,F,的大小是多少,?,解：,1,）,F,的力臂如图所示。,2,）如图，在,R,t,OAD,中，,OAD=90,，,OD=1/2OA=1/2*50cm=25cm,根据杠杆平衡条件得：,F*OD=G*OC,有,F*25cm=20N*30cm,解得,F=24N,l,11,、画出图中作用在,A,点最小的力的方向,。,F,A,B,课堂练习,求作用在杠杆上最小力的方法,:,第一步：连接支点和力的作用点,第二步：过力的作用点画出垂直于此连线的力即为最小的力,12,、图中杠杆,B,点挂着重物,G,，若在,A,点施加一个最小的力,F,使杠杆平衡在图中的位置，请画出此力的示意图和力臂。,13,、如图所示，在课桌的,C,点用最小的力把桌腿,B,抬离地面，在抬起时桌腿,A,没有滑动。请在,C,点画出这个力的示意图，并标出它的力臂,l,。,14.,图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，,B,端绳子的拉力,F,与,A,端重力,G,相比（）,A.F=G,；,B.F G,；,C.F G,；,D.,无法比较。,提示,A,O,B,F,G,A,B,C,D,G,O,L,2,G,L,2,15:,如图所示杠杆，在,A,端施一个,始终与杠杆垂直的,力,F,，,当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，,F,大小的变化情况是,（）,A,大小不变,B,由小变大,C,先变大后变小,D,先变小后变大,G,O,