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(共33张PPT)
第十二章　简单机械
第1节　杠杆
第三课时
第一课时
第二课时
阆中白塔中学 刘珂池
他能够实现吗？
阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”
他能够实现吗？
仔细观察这几幅图，找出它们的共同特征。
1.受力的作用
2.绕固定点转动
3.比较坚硬
o
l1
l2
讲授新课
杠杆
一
F2
F1
1. 定义：
在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做_____。
2. 有关杠杆的5个要素：
⑴ 支点：杠杆可以绕其转动的点___。
⑵ 动力：使杠杆转动的力___。
⑶ 阻力：阻碍杠杆转动的力___。
⑷ 动力臂：
⑸ 动力臂：
从支点O 到动力F1作用线的距离___。
从支点O 到阻力F2作用线的距离___。
O
F1
F2
l1
l2
杠杆
羊角锤
筷子
杆秤
镊子
扳手
跷跷板
讲授新课
杠杆
一
3. 生活中的杠杆：
F2
B
O
A
F1
L2
L1
F2
B
O
A
F1
L1
L2
步骤 画力臂的方法 画最小力的方法
一找点 在杠杆上确定支点O
二画线 用虚线画出力的作用线的延长线
三作垂线 从支点向力的作用线画垂线，作出垂足
四标符号 在力臂两端加上箭头，标上字母L1或L2
讲授新课
杠杆
一
4. 有关杠杆的作图
例 1
请画出图中杠杆动力F的力臂 。
例 2
请在图中画出F的力臂 。
和
力
杆
杠
图
作
的
力
臂
如图所示，已知轻质杠杆AB在水平位置静止，做出物体C所受重力的示意图以及拉力F的力臂 。
例 4
如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，为支点，画出 、 的力臂 和 。
例 3
和
力
杆
杠
图
作
的
力
臂
如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆上吊一重物G，在力F的作用下杠杆在水平位置静止， 为F的力臂，请作出力F的示意图。（注意标明力F的方向和作用点）
例 5
和
力
杆
杠
图
作
的
力
臂
课堂小结
跷跷板
讲授新课
杠杆平衡
二
杠杆的平衡跟哪些因素有关？
杠杆的平衡可能跟_______________________________有关。
1. 杠杆的平衡：
当杠杆在动力和阻力的作用下______，或_______________时，我们说杠杆平衡了。
静止
缓慢匀速转动
2. 探究杠杆的平衡条件：
⑴ 提出问题：
⑵ 猜想假设：
⑶ 设计实验：
动力、动力臂、阻力、阻力臂
① 实验器材：
调节杠杆两端的______，使杠杆在水平位置平衡。
在杠杆两边挂上不同数量的_____，调节位置，使杠杆重新平衡。
把支点右边的钩码重当作动力___，支点左边的钩码重当作阻力___，标尺上读出动力臂____和阻力臂____，将各数据填入表格中。
改变钩码的个数，再做两次，将结果填入表中。
求出各次实验中，动力×动力臂和阻力×阻力臂的值，加以比较。
② 实验步骤：
螺母
钩码
F1
F2
L1
L2
讲授新课
杠杆平衡的条件
二
2. 探究杠杆的平衡条件：
⑶ 设计实验：
为什么呢
公式表示：_______________。
讲授新课
杠杆平衡的条件
二
2. 探究杠杆的平衡条件：
⑷ 进行实验：
杠杆平衡条件是：______________________________。
⑸ 实验总结：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
例
题
旅行箱在拉力作用下静止于图示状态，O点为旅行箱的重心，A点为拉力的作用点，请在图中画出旅行箱的重力以及最小拉力F的示意图。
例 6
阿基米德在发现了杠杆原理之后，发出了“给我一个指点，我能够撬动地球”的感慨。请在设想示意图中，画出作用在A点的最小动力 及其动力臂 （图中O为支点）。
例 7
小
最
杆
杠
图
作
的
力
步骤 画最小力的方法
一找点 确定支点O和力的作用点(杠杆上离支点O最远的点)
二画线 用虚线连接支点O和力的作用点
三作垂线 根据杠杆的平衡，过力的作用点做垂线
四标符号 画出力的示意图，标上F
如图所示，请画出 的力臂 ，并在 端画出使杠杆平衡的最小力 。
例 8
如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来，B处挂一中午G，请你在杠杆上画出最小的动力 及动力臂 ，使杠杆在图中位置平衡。
例 9
小
最
杆
杠
图
作
的
力
例 10
轻质杠杆OABC能够绕O点转动，已知OA=BC=20cm，AB=30cm，在B点用细线悬挂重为100N的物体G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的示意图（不要求写出计算过程）。
小
最
杆
杠
图
作
的
力
返回
由 F1 L1=F2 L2
因：L1 〉L2
讲授新课
生活中的杠杆
三
1．省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。
所以：F1〈 F2
这是省力杠杆
F1
F2
动力臂L1
O
阻力臂L2
特点：省力，
但费距离
⑴ 找出力臂，比较长短？
⑵ 使用时省力还是费力？
生活中的省力杠杆
讲授新课
生活中的杠杆
三
2．费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。
由 F1 L1=F2 L2
因：L1〈 L2
所以：F1 〉F2
这是费力杠杆
O
阻力臂L2
F1
动力臂L1
F2
特点：费力，
但省距离
讲授新课
生活中的杠杆
三
⑴ 找出力臂，比较长短？
⑵ 使用时省力还是费力？
生活中的费力杠杆
讲授新课
生活中的杠杆
三
3．费力等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。
由 F1 L1=F2 L2
因：L1= L2
所以：F1 = F2
这是等臂杠杆
O
阻力臂L2
F1
动力臂L1
F2
特点：不省力，
也不省距离
讲授新课
生活中的杠杆
三
⑴ 找出力臂，比较长短？
⑵ 使用时省力还是费力？
生活中的等臂杠杆
讲授新课
生活中的杠杆
三
例
题
课堂小结
练
习
探究杠杆的平衡原理
如何能翘起地球？
L1
L1
返回
(二)探究杠杆的平衡条件
(3)如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。
(4)如图丙所示，调平后在 A 点悬挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡，应在 B 点悬挂 个钩码。若规定 A 点处的力为动力，则此时的杠杆属于 杠杆。
(5)通过多次实验测得大量数据，分析数据可以得出杠杆的平衡条件为 。
A.动力×动力臂=阻力×阻力臂
B.动力+动力臂=阻力+阻力臂
(三)反思拓展
(6)根据实验结论，为使杠杆达到如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂至 (选填图丁中的数字编号)位置。
典例解析
要得出杠杆的平衡条件，需要经历以下过程：
(注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等)
(一)观察杠杆在水平位置的平衡
(1)如图甲(a)所示是一个在水平位置平衡的杠杆，减少其中一侧钩码的数量，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与 有关。
(2)如图甲(b)所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与 有关。
例 1
返回
典例解析
如图所示，轻质木杆AB 的O 点用细线悬挂在天花板上并保持水平，已知AB是OB 长度的4倍，AO是AC 长度的3倍。在杆的 B 点用细线竖直悬挂一棱长为10cm的正方体物块甲，该物块静止在水平地面上；O点左侧悬挂一个可自由移动的质量为2kg的物块乙。当乙悬挂在 A 点时，甲恰好对地面无压力，则甲的重力为 N；当乙悬挂在C点时，甲对地面的压强为 Pa。(g取10N/ kg)
例 2
例 3
如图所示，杠杆的两侧挂有钩码，处于水平位置且保持平衡状态。接下来的一些操作，仍能使杠杆保持在水平位置平衡的是 ( )
A.两侧钩码同时向外移一格
B.两侧钩码同时向内移一格
C.左侧的钩码向外移一格，右侧减去一个钩码
D.左侧减去一个钩码，右侧的钩码向内移一格
平衡的杠杆，两端同时增加相同的力(力臂)，杠杆向力臂(力)大的一侧倾斜。
平衡的杠杆，两端同时减去相同的力(力臂)，杠杆向力臂(力)小的一侧倾斜。
返回
随堂练习
小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如图所示杠杆(支点为O)、支架、10个钩码(每个重0.5 N)。
(1)如图甲所示，实验开始前，应向 端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取 。
(2)小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的 侧进行实验，使杠杆在水平位置平衡后，记录下数据。
变式训练 1
(3)完成3次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验的数据。
小明在第3次实验的基础上，在支点左侧20.0 cm 处继续加 钩码 直到 F 为3.5N，如图乙所示，但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成F 为 3.5 N 的第 4 次实验,她应该 ，使杠杆再次在水平位置平衡。
随堂练习
如图是兄弟二人抬水的场景。扁担相当于杠杆，若以哥哥的肩为支点，弟弟对扁担的作用力是动力，哥哥将水桶悬挂点向自己移动一段距离，动力臂 ，阻力臂 ，弟弟对扁担的作用力 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
变式训练 3
变式训练 2
质量相同的铜块和铝块分别挂在杠杆A、B两端，O为支点，如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将铜块和铝块浸没于水中，杠杆将会出现 ( )
A. A 端下降 B. B端下降
C.仍保持平衡 D.无法判断
Thanks!
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