资源简介

(共47张PPT)
杠杆
第1节
第十二章 简单机械
有什么能反败为胜的办法呢？
活动：掰手腕比赛比比看，谁的力气大？
观察与思考
通过实验，探究杠杆的平衡条件及应用。（重点）
02
认识杠杆，能分清杠杆的五要素。（重点）
01
知道省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点。（重点）
03
知道杠杆在生活中的应用。
04
学习目标
这些工具在使用时有什么共同点？
一、杠杆
共同特点：
受力时几乎不发生形变
受到力的作用
绕固定点转动
杠杆：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫作杠杆。
思考：杠杆都是直的吗？
一、杠杆
支点：杠杆可以绕其转动的点O。
动力：使杠杆转动的力F1。
阻力：阻碍杠杆转动的力F2。
一、杠杆
思考：你能找出以下杠杆的支点吗？
一、杠杆
思考：我们用杆秤称东西的时候，一般在什么时候读数？
杠杆的平衡状态：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
一、杠杆
现在你能使杆秤保持平衡吗？请指出此时支点、动力与阻力。
O
F1
F2
F1’
F1”
交流与讨论：
1.往秤上继续添加重物会出现什么现象？
2.如何继续保持平衡呢？上面的实验说明了什么？
3.此时去掉秤砣，改用测力计拉住绳子提供动力，逐渐倾斜，你观察到了什么？
一、杠杆
O
F1
F2
F1’
F1”
力臂：从支点到力的作用线的距离，叫作力臂。
一、杠杆
动力臂：从支点到动力作用线的距离l1。
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2。
一、杠杆
O
l1
F1
F2
方法总结
l2
1.找到支点的位置
3.过支点向力的作用线作垂线
2.沿着力的方向画出力的作用线
4.加括号和标出符号
一、杠杆
思考：你能画出下面杠杆的力臂吗？
一、杠杆
探究杠杆的平衡条件
实验器材：
杠杆尺(带刻度)、钩码、铁架台等。
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在怎样的关系？
提出问题：
二、杠杆的平衡条件
要使杠杆在什么位置平衡？为什么？
如何得到动力和阻力？
如何改变动力和阻力？如何改变动力臂和阻力臂？
设计实验：
二、杠杆的平衡条件
1.调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时保持水平静止。
2.在杠杆两端分别挂上不同数量的钩码。移动钩码的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。测出杠杆平衡时的动力F1、阻力F2、动力臂l1，阻力臂l2。
3.改变力和力臂的大小，再做几次实验。
进行实验：
二、杠杆的平衡条件
实验结论：
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2)
实验记录：
二、杠杆的平衡条件
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2 /N 阻力臂l2/m
1
2
3
……
思考：在上面的实验中，我们研究了动力和阻力位于支点两侧的情况。仔细观察下图所示的杠杆，它与上面实验中研究的杠杆有什么不同？
二、杠杆的平衡条件
思考：阿基米德理论上能做到吗？
给我一个支点，我可以撬起整个地球。——阿基米德
二、杠杆的平衡条件
思考：你知道之前那位同学反败为胜的原理吗？
对力气小的同学来说：手放在桌面上，肘部和桌面接触的地方相当于是支点，手掌受到的力为阻力(不变)，肘部到手掌的距离为阻力臂。当力气大的同学握住力气小的同学的手臂进行比赛时，其阻力臂相比之前减小了。
二、杠杆的平衡条件
动物园内，一位物理老师利用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量(如右图)。测量时用一根长度为12 m的槽钢作为杠杆。吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数F1为200 N。测得动力臂l1为6 m，阻力臂l2为4 cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。(g取10 N/kg)
例题
解：由F1l1＝F2l2 得：
F2= = = 3×104N
F1 l1
l2
200N×6m
0.04m
m= = = =3×103kg =3t
F2
g
10N/kg
3×104N
G
g
例题
为什么投石机可以把石头丢这么远？
三、生活中的杠杆
活动：画出上面杠杆的五要素。
三、生活中的杠杆
l2
F2
F1
O
l1
F2
O
F1
l2
l1
思考：这几种杠杆分别有什么特点。
F2
F1
l2
l1
O
三、生活中的杠杆
杠杆类型1
思考：如果直接用手完成下面的工作，能轻松完成吗？
三、生活中的杠杆
O
F1
F2
l1
l2
由 F1l1=F2l2
l1＞l2
可得：F1＜F2
省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，叫作省力杠杆。
三、生活中的杠杆
省力杠杆的特点：省力，费距离。
三、生活中的杠杆
杠杆类型2
活动：用筷子把书夹起来，再用手把书直接拿起来，你有什么感觉？
三、生活中的杠杆
O
F1
F2
l1
l2
由 F1l1=F2l2
l1＜l2
可得：F1＞F2
费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，叫作费力杠杆。
三、生活中的杠杆
费力杠杆的特点：费力，省距离。
三、生活中的杠杆
杠杆类型3
三、生活中的杠杆
O
F1
F2
l1
l2
等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，叫作等臂杠杆。
由 F1l1=F2l2
l1=l2
可得：F1=F2
三、生活中的杠杆
等臂杠杆的特点：不省力也不省距离。
三、生活中的杠杆
三、生活中的杠杆
类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
依据 动力臂大于阻力臂 动力臂小于阻力臂 动力臂等于阻力臂
特点 省力、费距离 费力、省距离 不省力、不费距离
应用 羊角锤，老虎钳，手推车，螺丝刀，秤，动滑轮 扫帚，船桨，镊子，裁缝线，钓鱼竿，人的手臂 定滑轮，天平
杠杆
定义
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫作杠杆
支 点(O)
动 力(F1)
阻 力(F2)
动力臂(l1)
阻力臂(l2)
杠杆的五要素
杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
课堂小结
杠杆的分类
省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆
1.如图所示是同学用扫帚扫地的情景，他的左手握住扫把柄的上端，右手推扫帚时，此时扫帚可看作一个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是（　　）
A
B
C
D
A
课堂练习
2.如图所示，杠杆处于水平位置平衡。若将两边所挂的钩码各减去一个，杠杆将（　　）
A.仍继续保持水平平衡
B.右端上升，左端下降
C.右端下降，左端上升
D.无法确定杠杆的运动状态
C
课堂练习
3.如图所示，轻杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。现将动力的方向改为沿虚线方向，若仍使杠杆在水平位置保持平衡，则（　　）
A.动力臂增大，动力增大
B.动力臂增大，动力减小
C.动力臂减小，动力减小
D.动力臂减小，动力增大
D
课堂练习
4.各式各样的剪刀都是一对对杠杆，下列剪刀，最省力的是（　　）
A
B
C
D
D
课堂练习
5.如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下增施一始终垂直于木棒的拉力F，让木棒匀速转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（　　）
A.动力臂逐渐变大
B.阻力臂逐渐变小
C.动力F保持不变
D.动力F逐渐增大
D
课堂练习
6.如图所示是吊车起吊货物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起。下列说法正确的是（　　）
A.吊臂是省力杠杆，但要费距离
B.吊臂是费力杠杆，但可以省功
C.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆
支持力的力臂变小
D.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆
支持力渐渐变小
D
课堂练习
7.如图所示，是小英用扫帚打扫地面卫生的情景，此时扫帚属于_______(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
费力
课堂练习
8.活塞式抽水机是农村经常使用的取水设备，图中AOB部分工作时可以看做杠杆，请你画出F1的力臂。
l1
课堂练习
9.如图，在B点施加一个最小力F1，使杠杆在此位置平衡，请画出最小力F1的示意图，并标出阻力臂L2。
F1
L2
课堂练习
10.在一些建设施工工地上，可以看见各种大型的起重机。如图所示是一种起重机的简易图，为了保证起重机在起重时不会翻倒，起重机右边配有一个重物M。现测得重物M的质量为4 t，AB为10 m，BC为4 m，CD为1 m。问：该起重机可起吊的最大物重为多少？(起重机本身的质量不计，g取10 N/kg)
课堂练习
解：由图可知B为支点，动力F1：F1=GM＝mg，
力臂：lBD＝4m+1m＝5m；
设吊起的物体重力为G，则阻力F2=G，
对应的力臂：lAB＝10m。
由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得：mg×lBD＝G×lAB
则该起重机可起吊的最大物重：
G＝ ＝ ＝2×104N。
mg×lBD
lBA
4×103kg×10N/kg×5m
10m
课堂练习

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