9.1杠杆教学5.3.ppt

给我一个支点 我可以撬动整个地球 阿基米德 第一节杠杆的平衡条件 第九章机械与人 思考 假如有一大石头挡道 我们用手搬不动 手边只有一根木棒 你们有没有办法将它搬走呢 共同点 都是硬棒 软的不行 直的弯的都可以 工作过程中都在转动 转动过程中有一点是不动的 除固定不动的点外 还要受到两个力的作用 一个能使它转动 另一个阻碍它转动 1 定义 一根硬棒在力的作用下如果能绕着固定点转动 这根硬棒就叫做杠杆 一 杠杆 杠杆的种类 起子 抽水机手柄 天平横梁 跷跷板 钓鱼竿 船桨 一 杠杆 1 定义 2 杠杆的五个要素 一根硬棒 在力的作用下如果能绕着固定点转动 这根硬棒就叫杠杆 杠杆示意图 F2阻力 L1动力臂 L2阻力臂 动力作用线 阻力作用线 O支点 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 支点到动力作用线的距离 支点到阻力作用线的距离 F1动力 O 支点 认识杠杆的几个概念 动力作用线 阻力作用线 L2 力臂 AOB F 力的作用线 支点 o 杠杆绕着转动的点 动力 F1 促使杠杆转动的力 阻力 F2 阻碍杠杆转动的力 动力臂 L1 从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂 L2 从支点到阻力作用线的垂直距离 力的作用线 过力的作用点 沿力的方向的直线 2 杠杆的五个要素 这些概念很重要 L1 L2 2 杠杆的五个要素 例1 找出下列支点 下一张 重点1 怎样画杠杆的力臂 画杠杆力臂的方法 一找支点二画线 力的作用线 三定距离 力臂的长 力臂是从支点到力的作用线的垂直距离 思考讨论 1力臂一定在杠杆上吗 2若一力作用在杠杆上 作用点不变 但作用方向改变 力臂是否改变 答 不是 答 改变 想一想 重点提示 1 动力 阻力都是杠杆受到的力 所以 支点 动力作用点 阻力作用点都在 上 2 正确判断阻力的方向 3 力臂是指支点到力的作用线的 距离 杠杆 垂直 o F2 F1 F2 L1 L2 O 画出各力和力臂 L2 L1 画出图中各力的力臂 1 找出支点的位置 2 沿动力 阻力的作用方向将力的作用线画出 3 从支点作动力 阻力作用线的垂线 画出图中杠杆各力的力臂 F1 F2 L1 L2 F1 F2 L1 O L2 O 想一想 作业 分别画出力F1和F2对支点0的力臂L1和L2 图1 图2 L1 L2 L1 L2 图4 图3 L2 L1 L1 L2 F2 3 判断 动力和阻力可以人为规定 4 把重为4N和12N的物体分别挂在杠杆的两端 杠杆平衡时 两端的长度之比是 3 1 杠杆平衡与哪些因素有关 猜想假设 所需器材 实验步骤 分析数据 实验结论 启发联想 杠杆平衡 指杠杆静止不动或作缓慢匀速转动时的状态 二 杠杆平衡的条件 实验过程 数据记录表格为 1 0 05 0 05 0 5 0 1 0 05 1 5 0 1 0 15 1 0 15 0 15 实验注意事项 1 在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆水平平衡 2 挂钩码后 不能再动平衡螺母 3 读数时 杠杆仍要求是处于水平平衡状态 以便直接读出力臂的长度 提问 步骤1 为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡 答 在做 研究杠杆的平衡条件 的实验时 杠杆有一定的重力 为保证实验中杠杆的平衡条件 动力 动力臂等于阻力 阻力臂成立 必须使杠杆的重力 包括两端的平衡螺母的总重力 乘以其力臂为零 调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在水平位置平衡 就是要保证杠杆的总重力乘以其力臂为零 同时为了实验时方便在杠杆上直接读出力臂 步骤2 为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码 调节钩码位置 使杠杆在水平位置重新平衡 答 杠杆只有在水平位置平衡 量得支点到钩码的距离就是力臂 此时杠杆如果不水平 则支点到钩码的距离就不是力臂 使杠杆在水平位置重新平衡 目的是从杠杆上的刻度值直接读出力臂的长度 实验结论 杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂即 杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积 F1L1 F2L2 探究杠杆的平衡条件实验中 1 实验前出现图甲所示情况 应将杠杆两端的螺母向调 填 左 或 右 使杠杆在水平位置平衡 这样做的母的是 2 实验中出现图乙所示情况 为使杠杆在水平位置平衡 这时应将左边的钩码向 左 或 右 移动格 3 实验中 要改变力和力臂的数值 得到多组实验数据 这样做的目的是 右 便于从杠杆上直接读出力臂的大小 1 右 避免实验结果具有偶然性 例题1 如图 一轻质杆OA一端固定在竖直墙上 可绕O点转动 已知0A 0 3cm OB 0 2cm 在A点处悬挂一重物G 质量为2kg 若在B处施一竖直向上的拉力F 使杠杆在水平线上平衡 此时拉力F为多少 A 例题2 如图 OB 2BA 物体重为60N 不计杠杆自身重力 绳与杆的夹角为30 则绳的拉力为多少 例题3 如图 杠杆上标有刻度 GB 5N GA 8N 杠杆水平平衡时 A物体对杠杆的拉力是多少牛顿 此时A物体受到地面对它的支持力为多少 1 动力臂大于阻力臂 即l1 l2 平衡时F1 F2 阻力大于动力 用较小的动力就可以克服较大的阻力 这就是省力杠杆 2 动力臂小于阻力臂 即l1F2 阻力小于动力 用较大的动力 这就是费力杠杆 3 动力臂等于阻力臂 平衡时阻力等于动力 即l1 l2 F1 F2 这样的杠杆既不省力也不费力 杠杆的分类 l1 l2 l1 l2 l1 l2 省力 但费距离 费力 但省距离 小推车 起钉锤 钓鱼竿 镊子 天平 跷跷板 既不省力 也不省距离 生物体内的杠杆 人体的运动系统相当复杂 但最基本的运动形式是 骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动 如图所示是手端起茶杯的情景 其前臂骨骼相当于杠杆 肱二头肌收缩提供动力 由图可以看出 这是一个 A 费力 省距离的杠杆B 省力 费距离的杠杆C 既费力 也费距离的杠杆D 既省力 也省距离的杠杆 A 园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时 常把树枝尽量往剪刀轴O靠近 这样做的目的是为了 A 增大阻力臂 减小动力移动的距离B 减小动力臂 减小动力移动的距离C 增大动力臂 省力D 减小阻力臂 省力 D 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2 要使右图杠杆保持平衡 最省力的方向是 课堂练习 D A F3 F2 F4 F1 拉拉哪个最省力 l1 l3 l2 l2 l1 l2 l3l4 0因此 F2最小 一根杆原来水平静止 如果加一个力后杠杠仍旧平衡 那么