杠杆(课堂PPT)

第十三章力和机械第四节杠杆,1、定义：一根，在力的作用下如果能绕着转动，这根硬棒就叫做杠杆（lever）。,注意：硬棒不一定是直的，也可以是弯曲的，即硬棒可以是各种各样的形状。但必须是硬的。,一、什么是杠杆？,硬棒,固定点,提问：在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢？,古代的杠杆,舂,桔槔,选自古书天工开物,古埃及人建金字塔时利用了杠杆，找找看？,为什么杠杆能够产生那么巨大的力呢？,?,支点：杠杆绕着转动的点。（O）动力：使杠杆转动的力。（F1）阻力：阻碍杠杆转动的力。（F2）,二、杠杆的有关概念,O,力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所做的直线。,F1,F2,O,重要概念,支点：杠杆绕着转动的点。（O）动力：使杠杆转动的力。（F1）阻力：阻碍杠杆转动的力。（F2）动力臂：从支点到动力作用线的距离。（l1）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。（l2）,二、杠杆的有关概念,O,l1,l2,杠杆的五个要素,F1,F2,l1,l2,O,画出各力和力臂,（1）辨认杠杆，找出支点、动力和阻力；（2）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线（3）从支点作出到力的作用线的垂直线。(4)用大括号将力臂括上，并标上符号。,画力臂的方法是：,归纳：一找支点二画线，三连距离四标签。,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,(4)用大括号将力臂括上，并标上符号。,画出图中杠杆各力的力臂,F1,F2,l1,l2,F1,F2,l1,O,l2,O,想一想,F2,F1,l2,l1,提问：什么是力臂？,2杠杆是否都是直的？,回答：力臂是支点到力的作用线的垂直距离。,思考讨论：,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,3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：要改变,O,杠杆的平衡：,当杠杆在动力和阻力的作用下静止或作匀速转动时，就说杠杆平衡了。,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，便于在杠杆上直接读出力臂的大小。,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。,探究杠杆的平衡条件,实验步骤：,1.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。,杠杆平衡条件：(杠杆原理),探究杠杆的平衡条件,动力动力臂=阻力阻力臂,F1L1=F2L2,杠杆的平衡条件是：,动力动力臂阻力阻力臂,或写作：F1l1F2l2,即：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。,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,杠杆的分类,三类杠杆：,若l1l2，则F1F2,若l1=l2，则F1F2,若l1l2，则F1F2,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,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。,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,三.杠杆的应用:,:省力，费距离,:费力，省距离,:不省力，也不省距离,F1,F2,动力臂L1,阻力臂L2,由F1L1=F2L2L1L2F1F2这是省力杠杆,省力杠杆,h,S=4h,省力，费距离,省力杠杆的特点,举例生活中省力杠杆,省力杠杆,F2,F1,动力臂L1,阻力臂L2,由F1L1=F2L2L1L2F1F2这是费力杠杆,费力杠杆,S=h/4,h,费力，省距离,费力杠杆的特点,举例？如钓鱼杆、筷子等,费力杠杆,F2,F1,动力臂L1,阻力臂L2,由F1L1=F2L2L1=L2F1=F2这是等臂杠杆,不省力，也不省距离,等臂杠杆的特点,举例？,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,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,费力杠杆,费力杠杆,省力杠杆,费力杠杆,总结：,一、杠杆的定义：,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。,杠杆的五要素,二、杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂,F1l1=F2l2,杠杆示意图的作法,l1,F1,l2,F2,杠杆,F2,F1,l2,l1,F1,F2,O,l2,l1,杠杆示意图的作法,l1,F1,l2,F2,图11.2.2,练习：如图所示，动力F的力臂是（）AODBOCCOBDDB,A,2图中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆，其中费力杠杆是(),D,例题1.一根轻质扁担长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=G1600N,F2=G2200N,O,l1,l2,L=1.8m,解：根据L1L21.8m得出L2=1.8mL1（1）根据杠杆的平衡条件：F1L1F2L2将（1）代入得600NXL1200NX(1.8mL1）解之得：L1=0.45m答：人肩应挑在离前端0.45m处才能使扁担平衡。,G,例:2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,B,例3: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,52,例题4道钉橇有关尺寸如图所示，若在A点竖直向下的作用200牛的力，道钉橇对道钉会产生多大的力？,解：根据杠杆平衡条件F1l1F2l2可得：,4000N,O,1.2m,F1,6cm,F2,5、如图所示，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）。,问题讨论,10个相同的钩码，A点挂4个，则怎样挂钩码使杠杆在水平位置平衡？,小资料,人体内的杠杆,当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要化费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以赢得速度。,2、下