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第十一章　简单机械和功
一、杠　　杆
机械—延伸人体的“神臂”
汽车方向盘
吊车
航天飞机的机械臂
活动:拔图钉
你有哪些不同的方法？
哪一种方法更方便？
想一想:以上过程的共同特点是什么
一、定义：
　　一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做 杠杆
举出日常生活中其它杠杆的实例来？
生活中的撬大石块
生活中的跷跷板
活塞式抽水机
裁纸刀
铁锨铲土
钓鱼竿
镊子
方法：根据杠杆定义判断
汲水的桔槔
古代的杠杆
古代的杠杆
二、认识：杠杆的名词
在物理学中，将一根在力的作用下绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。
关于杠杆的名词：
支点O：
杠杆绕着转动的点。
动力F1：
使杠杆转动的力。
阻力F2：
阻碍杠杆转动的力。
F1
0
F2
F2
F1
动力和阻力都是杠杆受到的力，作用点一定在杠杆上。
动力和阻力的方向可能相同也可能相反，但两者作用一定效果相反。
F1
F2
0
F1
0
F2
A
F2
二、认识：杠杆的名词
动力臂l1：从支点到动力作用线的垂直距离。
阻力臂l2：从支点到阻力作用线的垂直距离。
重点1：怎样画杠杆的力臂
F1
O
L1
L2
F3
F2
L3
画杠杆力臂的方法：
一找支点
二画线（力的作用线）
三定距离（力臂的长）
力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。
总结:
1.力臂不一定在杠杆上;
2.力臂之和与杠杆的长度无关.
三、学会：杠杆的五要素画法
1、先找支点O；
确定动力和阻力的作用点、方向。
2、画出力的作用线
（即沿力的方向画出的一条直线）
3、从支点到力的作用线作垂线
（作出相应的动力臂L1和阻力臂L2）
O
O
O
F1
F1
F1
F2
F2
F2
O
L1
L2
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
F1
F2
L1
L2
O
画出杠杆的五要素
L2
L1
B
F2
O
F1
A
画出动力、阻力及其力臂
（1）找出支点、动力和
阻力的位置
（2）沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出
（3）从支点作动力、阻力
作用线的垂线
1、画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
练习
L1
F2
l2
l1
F2
l1
F2
B
画出B端所受拉力的力臂
F
O
L1
在图中画出各力的力臂.
2、判断正误：
（1）动力臂是指支点到动力作用点的距离;
（2）力臂一定在杠杆上;
（3）动力臂加上阻力臂长度一定等于杠杆长。
×
×
×
（4）杠杆是否都是直的。
(5)如果力的作用线过支点，力臂为
0。
×
多少？
F2
3、画出动力和阻力：
F1
F2
甲 乙　
五、思考讨论：
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：要改变
想一想
一、杠杆
杠杆的平衡条件
画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
想一想
如果小女孩有事离开，小男孩的爸爸能不能陪小男孩玩跷跷板？如果能，该怎么做？
四、杠杆的平衡条件
1、杠杆的平衡状态
保持缓慢的匀速转动
保持静止
两图都处于平衡状态
探究杠杆的平衡条件:
1、提出问题
a.根据玩跷跷板的游戏，你能猜想下杠杆的平衡与哪些因素有关吗？满足什么条件才能使杠杆平衡吗？
b.你准备怎么去验证你的猜想。
提出问题：影响杠杆平衡的因素是？
猜测：
设计实验：
结论：杠杆平衡的影响因素： 。
还平衡吗？
还平衡吗？
为此我们应测量哪些量？
力和力臂
实验设计：
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
器材:
测量的物理量:
力
力臂
难点突破：
2.初中阶段只要求知道杠杆在两个力的作用下平衡，怎么消除杠杆重力对实验的影响？
3.实验前如何调节杠杆在水平位置平衡？
杠杆水平时，重力通过支点，
不会对杠杆的转动产生影响。
应调节两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡
1.如何去测量力臂？怎么做测量力臂更简单？
实验时杠杆水平平衡。
O
G
思考：
1.实验前如何调节杠杆水平平衡，方法、目的是什么？
2.实验中如何调节杠杆水平平衡，方法、目的是什么？
方法: 调节力与力臂
目的： 便于测量力臂
方法： 调节平衡螺母，哪边高往哪边调
目的： 消除杠杆重力对实验的影响，使重力力臂为0
实验序号 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1
实验表格
F1+ L1 F2+ L2
F1×L1 （N·cm） F2×L2 （N·cm）
多次实验的目的是为了：
得出普遍的规律，避免偶然性。
提问: 你的实验结论与你的假设
一致吗 你的结论是什么
3.杠杆的平衡条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
交流与合作
公式：F1L1=F2L2
这就是阿基米德发现的杠杆原理。
“给我一个支点，我可以把地球撬起来”，
你知道这句话是谁说的吗？
你相信他的话吗？他的依据是什么？
4、实验补充：
5、如右图，某同学发
现F1.OA不等于F2.OB
原因是什么？
4、一个同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验中列出下表，并根据表中数据得到下列结论：
动力 ＋动力臂＝阻力 ＋阻力臂
他的结论对吗？
F1/N L1/cm F2/N L2/cm
5 4 4 5
答：不对；
1、只凭一组数据得出结论，存在偶然性；
2、单位不同的数据，不能直接相加
课堂练习：
1.动力为20N，阻力为100N，若动力臂长80cm，当杠杆平衡时，阻力臂的长为多少？
2.阻力为200N，若动力臂为10m，阻力臂为5cm，则动力为多少？
总结：
根据F1L1=F2L2，知道任意三个，可以
求出第四个。
例1、如图所示，OA为一可绕O点转动的轻质杠杆，杆长2m，当作用于A点一个F为30 N的竖直向上的力，为使杠杆水平不动，应将重为150 N的重物悬吊于距A点多远处
杠杆平衡计算题的步骤：
1.画出杠杆的结构示意图，
作出五要素
2.标出已知条件和待求量
3.用杠杆平衡条件解题
例：2001年6月22日杭州动物园，一位物理老师用了吊车.铁笼和10m长的槽钢作为辅助工具。若不计槽钢和铁笼的物重，吊车的吊钩固定处距系弹簧测力计一端的距离为9m，距系铁笼处的距离为7cm，当槽钢处于水平状态时弹簧测力计的求数为200N。试估算大象的质量。（g取10N/kg)
杠杆平衡计算题的步骤：
1.画出杠杆的结构示意图，
作出五要素
2.标出已知条件和待求量
3.用杠杆平衡条件解题
O
l1=9m
l2=7cm
F1=200N
F2
例2、
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×9m
0.07m
=2.57×104N
m
=
F2
g
=
10N·kg—1
2.57×104N
=2.57×103kg = 2.57t
条件：杠杆已平衡（如图）
1、左端去掉一个钩码，杠杆平衡吗？向哪边沉？
2、将左端钩码向支点移一定的距离，杠杆平衡吗？
做一做
问题探究
方法：比较
F1 l1 和 F2 l2
条件：杠杆已平衡（如图）
3、两端同时去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？
4、将两端钩码同时向支点移一定的距离，杠杆平衡吗？
做一做
问题探究
5.用一段细线将粗细均匀的直铁丝吊起后，直铁丝在水平位置处于平衡状态;若将右端折叠一段。
（1）可能出现的现象是_______________.
（2）你猜想此现象的依据是____________.
左端下沉
6.如图所示，从中点起，两边分别挂2个和4个相同的钩码，杠杆平衡，则下列哪种情况还能保持平衡（ ）
A.两边钩码各向
支点处移近一格
B.两边钩码各向
支点处移远一格
C.两边钩码各减少一半
D.两边钩码各减少一个
C
F1 l1 和 F2 l2
方法：比较

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