资源简介

(共45张PPT)
2024年秋季
苏科版物理
九年级上册
第11章 简单机械和功
一·杠杆
1
学习目标
2
课时导入
3
感悟新知
4
随堂检测
5
课堂小结
1.认识杠杆，通过课堂作图分析，知道杠杆的五要素
2.通过课堂探究、现象分析，知道杠杆的平衡条件
3.能够运用杠杆平衡条件计算并解释一些生活问题
4.通过课堂探究、理论分析，能对杠杆进行分类，能够辨析三类杠杆并分辨生活中常见物体的杠杆类型
真的吗？
只要给我一个支点，我就可以移动地球。——阿基米德
知识点
认识杠杆
1
杠杆：物理学中将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆 。
知识点
杠杆五要素
2
注释：力臂是支点到力的作用线的距离应为垂直距离且力臂不一定只会在杠杆上
知识点
杠杆五要素
2
讨论分析此图杠杆的要素
知识点
杠杆五要素
2
归纳
根据前面几幅图分析杠杆的支点所在位置有两种情况：
1.在两力之间
2.在两力之外
知识点
杠杆作图（重难点）
3
1，找支点
2，分析阻力和动力，并沿力的方向画出力的作用线
动力Ｆ１
支点O
动力臂L1
3，从支点向力的作用线作垂线段，即为对应力的力臂
阻力Ｆ2
阻力臂L2
练习1
作出下图的力臂
思考：1.杠杆只能是直的吗？
2.如果此图中只力F的方向发生变化，力臂不会发生变化？
练习2
练习3
练习4
如图所示，OA是均匀的轻质杆，在拉力F的作用下，杆处于水平状态，画出拉力F的力臂。
练习5
如图是手机自拍杆的示意图，将自拍杆看作一个杠杆，O为支点，请画出手机所受重力G的示意图及重力的力臂L。
练习6
知识点
探究杠杆的平衡条件
4
1.实验猜想：杠杆的平衡条件与什么有关？
动力，阻力，动力臂，阻力臂
2.实验器材：杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
思考实验装置使用甲还是乙，理由是什么
甲，杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出力臂的大小
知识点
探究杠杆的平衡条件
4
3.实验设计步骤：
(1) 安装好杠杆，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
思考平衡螺母的作用
调节杠杆水平位置平衡，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响
思考：若杠杆未在水平位置平衡，该怎么调节平衡螺母
哪一端高，平衡螺母就向哪一端调。即杠杆右端高，平衡螺母向右调；左端高，平衡螺母向左调。
知识点
探究杠杆的平衡条件
4
3.实验设计步骤：
(2) 在杠杆的左侧一个位置挂上适量的钩码，记录此位置，同时在右侧竖直拉动弹簧测力计，记录此位置。
讨论：看图弹簧测力计使用那种方式拉动，理由
第一种。便于直接读取力臂大小，只有杠杆水平位置平衡且弹簧测力计竖直向下拉，力臂正好在杠杆上
提示：挂钩码后，不能再动平衡螺母
知识点
探究杠杆的平衡条件
4
3.实验设计步骤：
(3) 使用控制变量法分别再做三次实验，一是保持钩码和弹簧测力计的位置不变，改变钩码的数量，即改变阻力大小。二是保持钩码数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置，即改变动力臂。三是保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置，即改变阻力臂。分别测出实验数据记录在表格中。
知识点
探究杠杆的平衡条件
4
4.实验表格
次数 动力F1 /N 动力臂l1/m 阻力F2 /N 阻力臂l2 /m
1 2 3 3 2
2 4 3 6 2
3 3 2 3 2
4 4 3 3 4
知识点
探究杠杆的平衡条件
4
5.实验数据分析及结论
由实验数据对动力动力臂阻力阻力臂进行定量分析得：F1l1＝ F2l2
结论：杠杆的平衡条件:动力×动力臂 ＝ 阻力×阻力臂
提示：利用此公式计算时，力和力臂的单位各自要统一
练1
图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向______（选填“左”或“右”）侧调节；
（2）图乙是一个平衡的杠杆，此时调节杠杆在水平方向平衡的目的是________________。此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆______（选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）；
平衡
便于测量力臂的长度
左
左端下沉
练1
（3）小组中有的同学采用在图乙右端用弹簧测力计代替钩码，将测力计竖直向下拉的方法进行实验，这样做的好处是______________________ ；
（4）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是_____________________ ；通过实验，得出杠杆平衡条件是__________________；
（5）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码对绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1l1______F2l2，其原因可能是______________________ 。
弹簧测力计测量拉力更加精确，直观简单
得到普遍规律，避免偶然性
F1l1＝ F2l2
＞
杠杆自重产生的影响
练2
1
增大
如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点， A 为重心，他的体重为600N。求：
（1）动力臂L1； （2）双手支持力F。
练3
1.5 m
360N
练3
O
l1=9m
l2=7cm
F1=200N
F2
书上例题：
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×9m
0.07m
=2.57×104N
=2.57×103kg = 2.57t
m
=
F2
g
=
10N·kg—1
2.57×104N
知识点
杠杆分类
5
作出力臂可得，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，此类杠杆为省力杠杆
特点：省力，费距离
支点O
知识点
杠杆分类
5
观察此图可知：动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件可得，动力大于阻力，此类杠杆为费力杠杆
特点：费力，省距离
知识点
杠杆分类
5
作出力臂可得：动力臂等于阻力臂，根据杠杆平衡条件可得，动力等于阻力，此类杠杆为等臂杠杆
F2
F1
阻力臂l2
动力臂l1
特点：等臂杠杆既不省力也不省距离，是为了改变力的方向
总结
类型 特征 特点 实 例
省力杠杆 l动＞l阻 F1费力杠杆 l动＜l阻 F1>F2 费力省距离 缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼竿
等臂杠杆 l动＝l阻 F1＝F2 不省力不省距离，改变力的方向 天平、跷跷板
如图所示，从杠杆的分类来说，食品夹属于______杠杆，若需要夹起一个较滑且较重的食物，握夹子的手指应该距离食物更_____ （填“近”或“远”）。

练1
费力
近
练2
费力
省距离
省力
费距离
练3
请对下列器具应用的杠杆进行分类：
省力杠杆
费力杠杆
练3
请对下列器具应用的杠杆进行分类：
等臂杠杆
费力杠杆
费力杠杆
知识点
生活中的物理
6
观察生活中不同种类的剪刀并分析各自的特点
知识点
生活中的物理
6
人体中的部分杠杆
杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具，如图的杆秤可视为杠杆，提钮处为支点O，若不计其自重，当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态，已知CO 2厘米，OD 20厘米，秤砣的重力为10牛，求：
（1）被称物体的重力；
（2）若这杆秤所能测物体的最大重力为200牛，求OB 的长度。
（1）100 N，由杠杆平衡条件F1l1 = F2l2可知，
G秤砣×OD = G物体×OC，则 G物体 =100N。
（2）40cm，由杠杆平衡条件F1l1 = F2l2可知，
G秤砣×OB = G最大×OC，则OB=40cm。
A
如图所示，质量为8kg边长为5cm的正方体物块A置于水平地面上，通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且CO＝3BO，在C端用F＝10N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。（绳重不计，g取10N/kg）求：
（1）物体A的重力；
（2）B端细绳的拉力；
（3）物体A对地面的压力。

80N
30N
50N
4
如图所示，AB为一轻质的杠杆，O为杠杠AB的支点，杠杆A端挂一正方体金属块C，它的重力G=60N，密度ρ=6×103kg/m3，作用在杠杆B端的拉力F为30N时，杠杆AB水平平衡。已知OA：OB=4:5，求
（1）杠杆A端对金属块C的拉力F A；
（2）金属块C对地面的压强P；
（3）若将金属块C浸没在水中，为保证杠杆AB水平平衡，则作用在杠杆B端的拉力F 是多少？
O
A
B
F
C
2.25×103Pa
37.5N
40N
一固定点
动力
动力臂
阻力
动力×动力臂=阻力×阻力臂
＞
＞
＜
＜
=
=
谢谢！同学们再见！

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