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1、1,第十章 机械与人,第一节科学探究：杠杆的平衡条件,1第十章 机械与人第一节科学探究：杠杆的平衡条件,2,只要能给我一个支点，我就能撬动地球,2只要能给我一个支点，我就能撬动地球,3,3,4,一.认识杠杆,4一.认识杠杆,5,一、什么是杠杆？,跷跷板,羊角锤,撬棒,5一、什么是杠杆？跷跷板羊角锤撬棒,6,起子,剪刀,天平,6起子剪刀天平,7,1.有力的作用,2.绕固定点转动,3.硬棒,归纳结论:,在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆.,杠杆有什么共同的特征呢？,让我想一想?,71.有力的作用2.绕固定点转动3.硬棒归纳结论:在力的作用,8,在现实生活中，你能举出哪些杠杆的
2、实例呢？,8在现实生活中，你能举出哪些杠杆的实例呢？,9,9,10,O,F2,F1,人体中的杠杆,10OF2F1人体中的杠杆,11,支点,动力,动力臂,阻力,阻力臂,杠杆绕着转动的固定点，用0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。,一“点”支点O（一定在杠杆上）动力F1 二“力”（一定作用在杠杆上）阻力F2 动力臂L1 二“臂”阻力臂L2,杠杆五要素,认识杠杆的几个概念,11支点动力动力臂阻力阻力臂 杠杆绕着转动的固定点，用0表示,12,O,支点,认识杠杆的几个概念,动力作用线,阻力作
3、用线,L2,12 FO支 F1动力F2阻力认识杠杆的几个概念动力作用线L,13,标画出杠杆的五要素,F1,L1,o,F2,L2,试一试,13标画出杠杆的五要素F1L1oF2L2试一试,14,画力臂的方法：,一找（找准支点）,二画（画出力的作用线,延长 线用虚线）,三引（引垂线,用虚线）,四标（标垂足-直角符号、标力臂-支点到垂足的距离）,14画力臂的方法：一找（找准支点）二画（画出力的作用线,延长,15,F2,F1,O,B,A,L1,L2,（）,例题：请把下图中的支点与力臂画出来。,15F2F1OBAL1L2（）例题：请把下图中的支点与力臂,16,例题：画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、
4、阻力臂,F1,F2,L1,L2,O,16例题：画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F1,17,o,F1,F2,L2,.,17oF1F2L2.L1,18,F1,F2,18OOL1L2F1F2L2L1F1F2你会画力臂了吗？,19,杠杆示意图的作法,O,l1,F1,l2,F2,19杠杆示意图的作法Ol1F1l2F2,20,杠杆示意图的作法,l1,F1,l2,F2,20杠杆示意图的作法l1F1l2F2,21,杠杆示意图的作法,l1,F1,l2,F2,21杠杆示意图的作法l1F1l2F2,22,2 杠杆是否都是直的？,1 力臂是一定在杠杆上吗？,3 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但 作用方
5、向改变，力臂是否改变？,答：不是,答：杠杆可以是直的，也可以是弯的,答：要改变,想一想?,222 杠杆是否都是直的？1 力臂是一定在杠杆上吗？3 若一,23,科学探究的基本过程,“实验探究：杠杆的平衡条件”,234.分析论证制定计划3.2.猜想与假设科学探究的基本过程,24,探究杠杆的平衡条件,物体的平衡状态,杠杆的平衡状态,24探究杠杆的平衡条件物体的平衡状态杠杆的平衡状态保持匀速直,25,实验探究：杠杆的平衡条件,1、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？,2、猜想与假设：,假设一：,假设二：,假设三：,假设四：,F1+L1=F2+L2,F1L1=F2L2
6、,F1/L1=F2/L2,F1 L1=F2 L2,25实验探究：杠杆的平衡条件1、提出问题：杠杆平衡时，动力,26,实验设计,杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台,探究杠杆的平衡条件,器材:,测量的物理量:,力,力臂,A、B两图中的杠杆处于静止状态，实验时采用哪幅图？为什么？,讨论：,实验时，使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接测出力臂的大小。,26AB实验设计杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台探究杠杆的平衡,27,探究杠杆的平衡条件,在实验前,是否也要调节杠杆在水平位置平衡?为什么？,讨论：,实验前，使杠杆在水平位置平衡，为了避免杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响，且便于直接在杠杆上读出力臂的值。,27
7、CD探究杠杆的平衡条件 在实验前,是否也要,28,探究杠杆的平衡条件,实验步骤：,1.调节杠杆在水平位置平衡。,2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在竖直方向拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。,3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据。（多次实验是为了避免偶然性，得出普遍规律）,28探究杠杆的平衡条件实验步骤：1.调节杠杆在水平位置平衡。,29,杠杆平衡条件：,探究杠杆的平衡条件,动力动力臂=阻力阻力臂,F1L1=F2L2,29杠杆平衡条件：探究杠杆的平衡条件动力动力臂=阻力阻力,30,实验题训练:研究杠杆平衡条件的实验装置如图所示，在未挂钩码时，平衡螺母的作用
8、是_,挂上钩码后，发现杠杆不平衡，则应_。,使杠杆在水平位置平衡,移动钩码的位置(或改变钩码的个数)使杠杆在水平位置平衡,30实验题训练:使杠杆在水平位置平衡,31,在“研究杠杆平衡条件”的实验中：(1)所用的器材有弹簧测力计，支架，线，_和_.(2)实验前,先要调节杠杆两端的_.使杠杆在_.强调这一平衡位置的目的是_.(3)如图所示的杠杆已处于平衡状态,若左端所挂重物的重力是1N,则弹簧测力计的示数_2N,因为弹簧测力计拉力的力臂_OA的长度(均填“大于”、“小于”或“等于”).如果要在杠杆上直接可以读出力臂值来计算,那么弹簧测力计应沿_方向拉着杠杆.(4)该实验得到的结论是:_,钩码,带刻
9、度的杠杆,平衡螺母,水平平衡,便于直接在杠杆上读出力臂的值,大于,小于,竖直向上,杠杆平衡时：动力动力臂=阻力阻力臂,31在“研究杠杆平衡条件”的实验中：钩码带刻度的杠杆平衡螺母,32,练习：已平衡的杠杆,1、两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？2、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？,32练习：已平衡的杠杆1、两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗,33,O,G1,G2,l1,l2,G1G2,即G1l1 G2l2,又l1l2,F1l1 F2l2,33OG1G2l1l2G1G2即G1l1 G2l2,34,杠杆平衡条件的应用,例题：当在杠杆处于平衡状态，阻力为3000N，动力臂和阻力臂分别为1
10、80cm和6cm，请问动力为多少？,已知：F2=3000N L1=180cm L2=6cm求：F1=？解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，得 F1=（F2 L2）/L1=（3000N6cm）/180cm=100N答：动力为100N。,34杠杆平衡条件的应用例题：当在杠杆处于平衡状态，阻力为30,35,O,l1=9m,l2=7cm,F1=200N,F2,杠杆的平衡条件应用,例题：,由F1l1F2l2 得：,解：,=2.57104N,=2.57103kg=2.57t,35Ol1=9ml2=7cmF1=200NF2杠杆的平衡条件,36,例：学校组织同学们到农村参加社会实践活动，小强第一次学习挑担
11、子，他做了以下两次试验，请你根据各小题后的要求作答。(1)他先在1.2m扁担的两端各挂上50N的重物，担子很快就被平稳地挑起来。这时他的肩膀应放在扁担的什么位置（只要回答，不要分析）？(2)接着，他又在扁担的A端加上50N的重物，但他掌握不好担子的平衡。请你用杠杆平衡知识，帮助他计算出肩膀应距B端多远，担子才能重新水平平衡？（扁担质量忽略不计）,36例：学校组织同学们到农村参加社会实践活动，小强第一次学习,37,练习：.如图所示，一体积为1000 cm3的实心铝块浸没在水中，并用细线挂在一轻质杠杆的B点，现在杠杆的A点施加一个竖直向下的拉力F使杠杆在水平位置保持平衡，则拉力F=.(已知OB=2
12、OA,铝=2.7103kg/m3),37练习：.如图所示，一体积为1000 cm3的实心铝块浸没,38,练习：如图所示，一边长为10cm的实心正方体铜块和一金属块分别挂在轻质杠杆的A点和B点，杠杆在水平位置保持平衡时铜块对地面的压强为6900Pa，求金属块的重（已知铜=2.7103kg/m3，OA:OB=3:2）。,38练习：如图所示，一边长为10cm的实心正方体铜块和一金属,39,1.两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,课堂练习,391.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则(
13、),40,第二课时,40第二课时,41,杠杆的分类,三类杠杆：,若l1l2，则F1 F2,若l1=l2，则F1 F2,若l1l2，则F1 F2,省力杠杆,等臂杠杆,费力杠杆,小结：,判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小,41杠杆的分类杠杆平衡条件：F1l1F2l2 F1F2=l,42,省力杠杆,F1 L1=F2 L2，又 L1 L2 F1 F2,42省力杠杆 F1F2L2L1 F1 L1=F,43,省力杠杆（动力臂 阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,43省力杠杆（动力臂 阻力臂）F2F1L1L2O,44,h2,h1,省力杠杆的特点是：,O,h1 h2,省力费距离,44h2h1省
14、力杠杆的特点是：Oh1 h2省力费距离,45,省力杠杆的应用：,45省力杠杆的应用：,46,费力杠杆（动力臂 阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,46费力杠杆（动力臂 阻力臂）F2F1L1L2O,47,费力杠杆的特点是:,h2,h1,O,费力省距离,h1 h2,47费力杠杆的特点是:h2h1O费力省距离h1 h2,48,我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？,48我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？,49,等臂杠杆（动力臂=阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,L2 L12 F1,等臂杠杆的特点是:,不省力，不费力不省距离，不费距离,49等臂杠杆（动力臂=阻力臂）F2F1L1L2O L2,50
15、,等臂杠杆有用吗？,50等臂杠杆有用吗？,51,杠杆的分类：,1、若l1l2，则F1 F2,2、若l1=l2，则F1 F2,3、若l1l2，则F1 F2,费力杠杆（省距离）,等臂杠杆,省力杠杆（费距离）,小结：,51杠杆的分类：1、若l1l2，则F1 F22、若,52,杠杆的分类,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,省力杠杆,费力杠杆,52杠杆的分类请对下列器具应用的杠杆进行分类：等臂杠杆费力杠,53,杠杆的分类,请对下列器具应用的杠杆进行分类：,省力杠杆,费力杠杆,省力杠杆,费力杠杆,省力杠杆,费力杠杆,53杠杆的分类请对下列器具应用的杠杆进行分类：省力杠杆费力杠
16、,54,它们是什么杠杆？,54它们是什么杠杆？,55,在图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（）A翘棒B镊子C铡刀D开瓶器,55在图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（）,56,生活物理社会,生活中的剪刀,思考：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？,当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会省距离，很方便。,56生活物理社会生活中的剪刀思考：什么情况下，人们会选用,57,图是各式各样剪刀的示意图，它们都是一对的杠杆。现要用它们来剪开较硬的物体，其中选用最合适的剪刀是（）,57图是各式各样剪刀的示意图，它们都是一对的杠杆。现要用它们,58,如图所示为使杠杆平衡，F1、
17、F2、F3 三次分别作用在A点，其中_最小。,F2,希腊科学家阿基米德发现杠杆原理后，发出了“给我支点，我可以撬动地球”的豪言壮语。假如阿基米德在杠杆的一端施加600N的力，要搬动质量为6.01024kg的地球，那么长臂的长应是短臂长的多少倍？如果要把地球撬起1cm，长臂的一端要按下多长距离？假如我们以光速向下按，要按多少年？（做完该题，你有何启示？）,58 如图所示为使杠杆平衡，F1、F2、F3 三次分别作用在,59,杠杆使用时最省力的动力,例：用撬棒撬石块，分别沿如图所示的四个方向用力，其中最省力的是（）A.沿F1方向 B.沿F2方向 C.沿F3方向 D.沿F4方向,分析：根据杠杆的平衡条
18、件：F1 L1=F2 L2 可得 F1=F2 L2/L1 当F2 和L2一定，则L1最大时，F1最小，即最省力。,59杠杆使用时最省力的动力例：用撬棒撬石块，分别沿如图所示的,60,最大动力臂,最大动力臂：以支点和动力在杠杆上的作用点的连线作为力臂，即为最大的动力臂（则动力的方向应与该连线垂直）。,60最大动力臂最大动力臂：以支点和动力在杠杆上的作用点的连线,61,3、画出图中作用在A 点最小的力的方向。,FA,B,613、画出图中作用在A 点最小的力的方向。,62,在下图中，要将一圆柱体重物推上台阶，画出 最小的作用力。,62在下图中，要将一圆柱体重物推上台阶，画出 最小的作用力。,63,小结,1.学习了杠杆、支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂等概念.,2.探究了杠杆的平衡条件是动力动力臂=阻力阻力臂公式表示为:F1l1=F2l23.杠杆的分类,63小结1.学习了杠杆、支点、动力、2.探究了杠杆的平衡条件,
