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(共42张PPT)
第十章　机械与人
科学探究：杠杆的平衡条件
生活中的工具
各种工具和机械，不论看起来多么复杂和先进，其实都是由杠杆、滑轮、轮轴、斜面等“简单机械”组合而成。
“给我一个支点，我可以撬动地球”
1.受力的作用
2.绕固定点转动
3.比较坚硬
做一做：①剪刀剪纸 ②羊角锤拔钉子 ③撬棍撬石头
看一看：图片中的工具，思考并讨论它们工作时的共同特征
活动1 观察体验
杠杆：在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒
F1
o
4.动力臂：从支点O 到动力F1作用线的距离 l1
F2
5.阻力臂：从支点O 到阻力F2作用线的距离 l2
l1
l2
1
2
3
1.支 点(O)：杠杆绕着转动的固定点
2.动 力(F1)：促使杠杆转动的力
3.阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力
练一练
1.如图所示的杠杆中，所画F力臂正确的是（ ）
D
l1
F1
l2
F2
o
∟
∟
请作出钉锤扳钉子时的动力臂和阻力臂
(1)找出支点的位置（标记O)
(2)沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出(延长线用虚线)
(3)从支点作动力、阻力作用线的垂线(用虚线)，并且标垂足、用大括号表示出力臂,标出符号l1、l2
思考：杠杆是否都是直的？
【任务】1、帮小朋友反败为胜！
2、怎样才能使跷跷板在水平位置平衡？
二：探究杠杆的平衡条件
1、实验中采用的哪种状态下的平衡？为什么？
甲
乙
进行实验与收集证据：
实验 次数 左边 右边 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
分析与论证：
l1
F1
l2
F2
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1·l1=F2·l2
阿基米德杠杆原理
实验：探究杠杆的平衡条件
【总结】
1、实验前，先调节 使杠杆在水平位置平衡，目的是： 。
2、实验中调节 使杠杆在水平平衡，在测量过程中为什么要保持杠杆水平平衡？
。
3、为什么要多次实验？
。
平衡螺母
消除杠杆自重对实验的影响
钩码
排除偶然现象，寻找普遍规律
使力臂在杠杆上，便于测量力臂
在杠杆一端的左端挂上钩码并保持数目不变，用弹簧测力计在右端的某个固定位置向不同的方向拉杠杆使之在水平位置平衡:
（1）竖直向下拉
（2）斜向下拉
记录两次弹簧测力计的示数，并比较大小
一、杠杆
1.定义： 。
2.杠杆的五要素：
（1）支点： ， 用字母 表示。
（2）动力： ， 用字母 表示。
（3）阻力： ， 用字母 表示。
（4）动力臂 ， 用字母 表示。
（5）阻力臂 ， 用字母 表示。
二、杠杆的平衡条件
1. 文字描述： 。
2. 公式形式： 。
杠杆的分类与应用
杠杆
温故知新
O
动力F1
阻力F2
阻力臂l2
动力臂l1
支点
动力
动力臂
阻力
阻力臂
杠杆绕着转动的固定点，用O表示。
使杠杆转动的力，用F1表示。
从支点到动力作用线的距离，
用l1表示。
阻碍杠杆转动的力，用F2表示。
从支点到阻力作用线的距离，
用l2表示。
会画杠杆的力臂
杠杆
B
F2
O
F1
A
l2
l1
(1)找出支点的位置（标记O)
(2)沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出(延长线用虚线)
(3)从支点作动力、阻力作用线的垂线(用虚线)，并且标垂足、用大括号表示出力臂
杠杆的分类
杠杆
杠杆平衡时：F1l1＝F2l2
F2
F1
=
l1
l2
三类杠杆：
若l1＞l2，则F1 F2
若l1= l2，则F1 F2
若l1＜l2，则F1 F2
＞
＝
＜
省力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小
省力杠杆（动力臂 > 阻力臂）
F2
F1
L1
L2
O
h2
h1
∴省力杠杆的特点是：
O
h1 ＞ h2
省力费距离
杠杆的分类
杠杆
省力杠杆：平衡时L1＞L2，F1＜F2。特点：省力但要费距离
钢丝钳
核桃夹子
撬棍
费力杠杆（动力臂< 阻力臂）
F2
F1
l1
l2
O
∴费力杠杆的特点是:
h2
h1
O
费力省距离
h1 ＜ h2
杠杆的分类
杠杆
费力杠杆：平衡时L1＜L2，F1＞F2 。特点：费力但省距离
食品夹
镊子
船桨
等臂杠杆（动力臂 =阻力臂）
F2
F1
l1
l2
O
∴等臂杠杆的特点是:
不省力，不费力
不省距离，不费距离
杠杆的分类
杠杆
等臂杠杆：平衡时L1＝L2，F1＝F2。 特点： 不省力也不费力
托盘天平
跷跷板
请对下列器具中的杠杆进行分类，说出你的依据。
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
请对下列器具中的杠杆进行分类，说出你的依据。
课堂小结
1．会画杠杆的力臂：（虚线加大括号）
课堂小结
杠杆
2.知道杠杆的分类（省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆）
各种各样的剪刀
思考：剪刀都是省力杠杆吗？什么情况下，人们会选用费力杠杆？使用费力杠杆有什么好处？省力杠杆有缺点吗？
O
F2
F1
人体中的杠杆
人体中的杠杆
课堂练习
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
练一练1：画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
F1
F2
l1
l2
O
∟
∟
画力臂的方法
一找点（找准支点）
二画线（画出力的作用线）
三作垂线段（从支点到力的作用线作垂线段,标直角符号）
四把符号标旁边:
(标力臂用ι1表示动力臂，ι2 表示阻力臂。)
练一练2：画出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
O
F2
F1
l1
l2
∟
∟
F1
F2
l1
l2
O
∟
∟
在杠杆一端的左端挂上钩码并保持数目不变，用弹簧测力计在右端的某个固定位置向不同的方向拉杠杆使之在水平位置平衡:
（1）竖直向下拉
（2）斜向下拉
记录两次弹簧测力计的示数，并比较大小
l1
F1
l2
F2
1.杠杆的平衡与力的大小有关。
2.杠杆的平衡与支点到力的作用线的垂直距离有关。
力臂
影响杠杆平衡的因素：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1·l1=F2·l2
1、要使杠杆AOB平衡，在图中画出作用在A点的最小的力F的方向：
G
∟
A
B
F
支点O
一找点（找离支点O最远的点A）
二画线（画出OA连线）
三作垂线段（从A点按合理方向作OA垂线）
四把符号写旁边（力F符号）

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