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(共32张PPT)
第六章　力和机械
第5节　杠杆
(案例一)
预习清单
1.物理学中,把在力的作用下能绕某一_________转动的硬棒(直棒或曲棒),叫做杠杆。
2.如图所示,杠杆绕着转动的点O,叫做_________。从支点到_____________的垂直距离L1和L2叫做力臂。动力的力臂L1叫做_________,阻力的力臂L2叫做_________。
固定点
支点
力的作用线
动力臂
阻力臂
预习清单
3.杠杆在动力和阻力作用下处于________或____________状态，叫做杠杆平衡。杠杆的平衡条件是___________________________，数学表达式是________________。
4.动力臂比阻力臂长的杠杆为___________，这类杠杆虽然_______，但_________；动力臂与阻力臂相等的杠杆为__________，这类杠杆_______________________；动力臂比阻力臂短的杠杆为_________，这类杠杆虽然________，但___________。
静止
匀速转动
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1L1=F2L2
省力杠杆
省力
费距离
等臂杠杆
既不省力也不费力
费力杠杆
费力
省距离
导入新课
观察图片，思考：
1.建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的原理是什么
2.物理学家阿基米德曾说过这样的豪言壮语:“若给我一个立足点和一根足够长的棒,我可以撬动地球。”阿基米德的豪言壮语包含着怎样的物理知识
任务一：探究杠杆的平衡条件
1.什么是杠杆
观察图片，思考：
这些工具在使用时,有什么共同特点
受到力的作用、能绕某一点转动、是一根硬棒等。
【归纳总结】一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆。
任务一：探究杠杆的平衡条件
2.描述杠杆的五个要素
①支点:杠杆绕着转动的点O。
②动力:使杠杆转动的力F1。
③阻力:阻碍杠杆转动的力F2。
④动力臂:从支点到动力作用线的距离L1。
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离L2。
注意:“力的作用线”是指通过力的作用点沿力的方向所画的直线,不是支点到作用点的距离。
任务一：探究杠杆的平衡条件
(2)透析杠杆的五要素:
①支点：一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变。
②动力与阻力：作用点一定在杠杆上，分别使杠杆向相反方向转动，动力和阻力是相对的，一般把人对杠杆施加的作用力称为动力。
③力臂：是支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离；力臂不一定在杠杆上；若力的作用线过支点，则力臂为0。
任务一：探究杠杆的平衡条件
(3)力臂的画法:如下表所示。
任务一：探究杠杆的平衡条件
3.探究杠杆的平衡条件
【提出问题】杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系
【实验设计】杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力臂和阻力臂共同决定的。为了研究其平衡条件,可以在杠杆处于平衡状态时,分别测出动力F1、阻力F2、动力臂L1和阻力臂L2,然后经过大量的数据对比,归纳出其平衡条件。
【实验器材】杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计。
任务一：探究杠杆的平衡条件
【进行实验】
①把杠杆安装在支架上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
②在杠杆两边挂不同数量的钩码，把支点右边的钩码对杠杆的作用力当作动力F1，支点左边的钩码对杠杆的作用力当作阻力F2。调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡，将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2的实验数据填入表中。
任务一：探究杠杆的平衡条件
③改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡，再做几次实验。
任务一：探究杠杆的平衡条件
④在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录在表格中。
任务一：探究杠杆的平衡条件
任务一：探究杠杆的平衡条件
【分析论证】实验结果表明,动力臂越长,需要的力越小;动力臂越短,需要的力越大。二者之间是反比关系。
【实验结论】杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2。
任务一：探究杠杆的平衡条件
【交流与评估】
①杠杆在水平位置静止的目的是什么
一是使杠杆的重心在支点,以消除杠杆自身重力对实验的影响。二是便于直接读出力臂。
②多次测量获得多组实验数据的目的是避免偶然性,获得普遍性的结论。
③在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂钩码后，挂钩码后，不能再调节平衡螺母。
任务二：杠杆的应用
观察下面图片，思考：
如图甲所示是利用撬棒撬石头时的情景,如图乙所示是利用食品夹时的情景,请仔细观察它的动力臂和阻力臂,哪个更长呢 我们在使用它们时,是省力 还是费力呢
任务二：杠杆的应用
根据杠杆的平衡条件进行分析:如图甲所示,人的动力为F1,动力臂为L1,阻力为F2,阻力臂为L2。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得:
若L1>L2,则F1若L1=L2,则F1=F2,为等臂杠杆;
若L1F2,为费力杠杆。
任务二：杠杆的应用
1.省力杠杆
撬起大石头用的撬棒是一种典型的杠杆。
撬大石头时,撬棒绕着O 点转动,所以O 点即为支点;手的作用力F1为动力,作用点为A点;大石头对撬棒的力F2为阻力;因为动力臂L1大于阻力臂L2,所以是省力杠杆,但撬大石头时手要移动较大的距离才能使大石头移动较小的距离。
任务二：杠杆的应用
(1)省力杠杆的特点:动力臂L1大于阻力臂L2,省力费距离。使用省力杠杆时,动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离,即费距离。
(2)省力杠杆的实例分析:如图甲所示的钢丝钳,可以看成是两个杠杆的组合(如图乙所示)。其中,O 是支点,A 点是动力的作用点,B 点是阻力作用点。如图丙所示,因为动力臂L1大于阻力臂L2,所以是省力杠杆。
任务二：杠杆的应用
(3)生活中的一些省力杠杆:这类杠杆的共同特点是动力臂L1大于阻力臂L2,所以使用时都是省力杠杆。
任务二：杠杆的应用
2.费力杠杆
如图甲所示,赛艇的船桨也是一种杠杆,如图乙所示是船桨的杠杆模型。
划船时船桨绕着O 点转动,所以O 点即为支点;手的作用力F1为动力,作用点为A 点;水对船桨的力F2为阻力;因为动力臂L1小于阻力臂L2,所以是费力杠杆,但划船时手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。
任务二：杠杆的应用
(1)费力杠杆的特点:动力臂L1小于阻力臂L2,费力省距离。使用时,动力作用点移动的距离小于阻力作用点移动的距离,即省距离。
任务二：杠杆的应用
(2)费力杠杆的实例分析:如图甲所示的筷子,可以看成是两个杠杆的组合(如图乙所示)。在使用筷子时,筷子绕着C 点转动,所以C 点即为支点;手的作用力F1为动力,其方向与筷子垂直,作用点为B 点;物体对筷子的力F2为阻力,作用在A 点。如图丙所示,因为动力臂L1小于阻力臂L2,所以是费力杠杆。
任务二：杠杆的应用
(3)生活中的一些费力杠杆:这类杠杆的共同特点是动力臂L1小于阻力臂L2,所以使用时都是费力杠杆。
任务二：杠杆的应用
3.等臂杠杆
(1)等臂杠杆的特点:动力臂L1等于阻力臂L2,动力F1等于阻力F2,不费距离不省距离。使用时,动力作用点移动的距离等于作用点阻力移动的距离。
任务二：杠杆的应用
(2)生活中的等臂杠杆:
核心总结
课堂练习
1．如图所示，O点为杠杆支点，在杠杆右端施加力F，某同学画出力F的力臂L，其中正确的是 （ ）
A
课堂练习
2.下列工具正常使用时,属于费力杠杆的是 （ ）
A.开瓶器 B.核桃夹 C.镊子 D.羊角锤
C
课堂练习
3.如图甲所示,杠杆保持静止,O 为支点,请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。如图乙所示,请在图中画出力F1的力臂L 及杠杆所受阻力F2的示意图。
课堂练习
7．如图所示，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知OA＝0.3 m，OB＝0.2 m，在A点处悬挂一个6 kg的重物，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，求：（g＝10 N/kg）
（1）重物的重力是多少？
（2）此时拉力F为多少？
谢谢观看
Thank you

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