九年级物理 12.4杠杆（第2课时）课件 人教新课标版.ppt

第2课时 第四节杠杆 杠杆平衡的条件 学习目标 什么是杠杆平衡杠杆平衡的条件杠杆平衡条件的应用知道三类杠杆的特性 静止 任何位置下的静止如 水平或倾斜 缓慢的匀速转动 一 什么是杠杆平衡 动力动力臂阻力阻力臂 二 杠杆平衡的条件 1 影响杠杆平衡的因素有哪些 各因素组成什么关系时杠杆才平衡 猜想四 f1 l1 f2 l2 2 探索杠杆平衡的条件 2 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 1 选择如图器材 3 杠杆的支点通过杠杆的重心 消除杠杆重力对实验的影响 4 在杠杆支点的左边挂一定量的钩码右边也挂上钩码 直至杠杆平衡为止 5 挂钩码后 不能再动平衡螺母 6 读数时 要求杠杆仍处于水平平衡状态 以便直接读出力臂的长度 7 重复多做几次平衡实验 得到不同数据 8 将数据记录下来分析得出结论 74页2题76页8题 o l1 20cm l2 10cm f1 0 49n f2 0 98n 8 左边 右边 4格 1个 2格 2个 o l1 15cm l2 5cm f1 0 49n f2 1 47n 左边 右边 3格 1个 1格 3个 o l1 15cm l2 10cm f2 1 47n 仔细探究 f1 0 98n 左边 右边 3格 2个 2格 3个 阻力 阻力臂 动力 动力臂 0 49 9 8 10 0 98 20 10 0 49 1 47 15 5 0 98 1 47 15 10 9 8 9 8 7 35 7 35 14 7 14 7 分析归纳 杠杆的平衡条件 动力x动力臂 阻力x阻力臂 用字母表示为 f1l1 f2l2 结论 当杠杆平衡时 动力臂是阻力臂的几倍 动力就是阻力的几分之一 一根轻质扁担长1 8m 前后两端分别挂上重600n和200n的货物 问 人肩应挑在离前端多远处才能使扁担平衡 分析 人肩挑处是扁担的支点o 前后两货物的重分别为动力和阻力 要求的肩处离前端的距离是动力臂 f1 g1 600n f2 g2 200n o l1 l2 l 1 8m 已知 l 1 8mf1 600nf2 200n求 l1 解 根据l1 l2 1 8m得出l2 1 8m l1 1 根据杠杆的平衡条件 f1l1 f2l2将 1 代入得600nxl1 200nx 1 8m l1 解之得 l1 0 45m答 人肩应挑在离前端0 45m才能使扁担平衡 必要说明 等式变形 必要说明 公式 必要说明 带入数据 结果 答 解得l1 0 45ml2 1 35m 文字说明 公式 文字说明 带入数据 结果 答 解 由已知和杠杆平衡的条件列方程如下 带入数据得 答 人肩应挑在离前端0 45m才能使扁担平衡 有一根杠杆 动力为1000n 阻力为3000n 动力臂为1 5m 求 它的阻力臂为多少 已知 f1 1000nf2 3000nl1 1 5m求 l2 解 根据杠杆的平衡条件 f1l1 f2l2l2 f1l1 f2 1000n 1 5m 3000n 0 5m答 它的阻力臂为0 5m 文字说明 公式 公式变形 带入数据 结果 答 74页3题76页6 7 1080页7 假期里 小兰和爸爸 妈妈一起参加了一个家庭游戏活动 活动要求是 家庭成员中的任意两名成员分别站在如图的木板上 恰好使木板水平平衡 1 若小兰和爸爸的体重分别为400n和800n 小兰站在距离中央支点2m的一侧 爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡 2 若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上 现在他们同时开始匀速相向行走 小兰的速度是0 5m s 爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏 f动l动 f阻l阻 平衡 平衡力 平衡状态平衡力矩 平衡状态 f动l动 f阻l阻 动力端下降 f动l动 f阻l阻 阻力端下降 当条件改变后 如何确定杠杆的那一端会下降呢 f动l动 f阻l阻 平衡 f动l动 f阻l阻 动力端下降 当其他量不变 f动增大时 当其他量不变 l动增大时 f动l动 f阻l阻 动力端下降 l动的增大 若阻力部分不变 在l动增大的同时 怎样改变f动 杠杆才能仍然保持平衡 板书讲解 三 杠杆平衡条件的应用 l1 l2 在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码 杠杆 平衡 边会下降 例1 如图 在已平衡的空杠杆两边分别挂上不同数量的钩码后 杠杆仍然平衡 则 1 2 不再 右 若使杠杆再次平衡 可在 边的钩码下再挂 个钩码 也可以不改变钩码数量 将 边钩码 移 格或两边钩码向 各移动 格 左 1 1 右 左 外 2 若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码 则 边将下降 极端判断法 左 一根均匀铜丝 在中点处支住它刚好平衡 现将其右端从中对折起来 如图所示 则杠杆a 仍水平 b 左端下降 c 右端下降 d 无法判断 2 典型题探究 右侧力臂变小了 小明和小华合作做 研究杠杆平衡条件 的实验 1 实验时 小明先调节杠杆在水平位置平衡 你认为这样做的好处是 2 小华将四个重力均为0 5n的钩码挂在杠杆左端后 又将弹簧测力计钩在杠杆a处的细线上 要使杠杆在水平位置平衡 且弹簧测力计的示数最小 则小华应沿 的方向拉弹簧测力计 以便直接读出力臂的长度 竖直向上 在此情况下 小华读出弹簧测力计示数为4 2n 小明和小华对实验数据分析后得到的结论是 在误差允许的范围内 动力 动力臂 阻力 阻力臂 你认为他们这样就得出结论是否合理 简述理由 合理 支点处的摩擦导致弹簧秤的示数偏大 不能保证绝对竖直向上 一个原来水平静止的杠杆 如果再作用一个力后 杠杆仍能处于静止状态 则此力可能是a 竖直作用于动力点上b 竖直作用于阻力点上c 作用在杠杆的任一点 但力的作用线必须经过支点d 作用在杠杆的任一点 但力的作用线必须与杠杆垂直 杠杆的分类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 特点应用 特点 应用 特点 应用 省力 费距离 费力 省距离 不省力 也不省距离 四 三类杠杆的特性 省力杠杆 f1 f2 l1 l2 若l1 4ml2 1mf2 100nf1 l动 l阻的杠杆 省力 若l动 nl阻则f动 f阻 省力杠杆的特点 l动 4l阻 费距离 省到几分之一的力 费几倍的距离 s动 ns阻 省力杠杆 f2 f1 动力臂l1 阻力臂l2 费力杠杆 若l1 4ml2 5mf2 100nf1 若l动 l阻则f动 f阻 n l动 l阻的杠杆 费力杠杆的特点 费几倍的力 省到几分之一的距离 s动 s阻 l阻 4l动 省距离 费力杠杆 f2 f1 动力臂l1 阻力臂l2 不省力 也不省距离 举例 等臂杠杆的特点 l动 l阻的杠杆 小结 异形杠杆分析 74页4题75页3 4 5题 在下列工具中省力的是哪一组 a 铡刀 汽车上的刹车闸 羊角锤起钉子 b 镊子 钓鱼杆 剪子 c 铡刀 天平 钓鱼杆 d 镊子 汽车上的刹车闸 钓鱼杆 练习一 a b c d a 练习二 下列说法中哪些是正确的 a 使用杠杆一定会省力 b 省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂 c 动力臂是支点到动力作用点的距离 d 等臂杠杆不省力也不省距离 b c d 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 b端绳子的拉力f与a端重力g相比 a f g b f g c f g d 无法比较 练习三 提示 a b c d 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 b端绳子的拉力f与a端重力g相比 a f g b f g c f g d 无法比较 练习三 a b c d 先画出力臂 再进行判断 利用杠杆的平衡条件解决有关问题 1 确定杠杆的支点 3 确定各个力的力臂 2 分析杠杆受到的动力和阻力 明确各力的大小和方向 4 根据杠杆的平衡条件列出关系式求解 必要时要对结果进行讨论 五 典型题 3 一根直杆可绕轴o转动 在直杆的中点挂一重物 在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力 如图示 在力f使直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置的过程中 力f大小的变化情况应是a 一直在增大b 一直在减小c 先增大后减小d 先减小后增大 l2 1 找出杠杆的五要素 2 判断动力臂l1 阻力臂l2的变化情况 3 由杠杆平衡条件 f1l1 f2l2 进行分析 分析 4 如图 o是杠杆的支点 为了提高重物g 用与杠杆始终垂直的力f使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置 在这个过程中a 杠杆始终是省力的 b 杠杆始终是费力的 c 杠杆先是省力的 后是费力的 d 杠杆先是费力的后是省力的 分析 f始终垂直杠杆 l1保持 杠杆在缓慢提升过程中 l2逐渐 开始时 l1 l2 是 最终状态 l1 l2是 不变 增大 省力杠杆 费力杠杆 l2 知识点 1 杠杆的平衡状态2 杠杆平衡的条件3 省力杠杆 费力杠杆考点 1 实验操作的理由2 利用杠杆平衡条件求力 力臂3 动态调节下判断杠杆的省力 费力 六 小结 如图 重物g 400n ab 20cm bc 60cm cd 60cm 求将重物g提起时所用的最小动力 图中装置可绕a点转动 1 七 练习 一根蜡烛截成长度不同的两段竖立在杠杆的两边 如图且杠杆平衡 若同时点燃蜡烛 设燃烧速度相同 则杠杆的 端将翘起 2003 南京 2 右 如图所示杠杆 在a端施一个始终与杠杆垂直的力f 当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时 f大小的变化情况是 a 大小不变b 由小变大c 先变大后变小d 先变小后变大 g 3 fl1 gl2 b f f 若f始终水平向右呢 如图所示杠杆 在a端施一个始终与杠杆垂直的力f 当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时 f大小的变化情况是a 由大变小b 由小变大c 先变大后变小d 先变小后变大 4 fl1 gl2 f 若f始终竖直向上呢 若f始终水平向右呢 如图所示杠杆 在a端施一个始终与杠杆垂直的力f 当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时 f大小的变化情况是a 大小不变b 由小变大c 先变大后变小d 先变小后变大 fl1 gl2 f 5 若f始终竖直向上呢 若f始终水平向右呢 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 3m ob 2m 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 1 八 作业 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 2 如图 杠杆上标有刻度 gb 4 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