华师大九年级科学上册杠杆

1、杠杆 (第一 课时) 一、生活中的杠杆 这些能给我们提供方便的工具都称为机械这些能给我们提供方便的工具都称为机械 中国古代对杠杆也有广泛的使用中国古代对杠杆也有广泛的使用 复杂机械都是由简单机械组成的复杂机械都是由简单机械组成的 这三个用具有什这三个用具有什 么共同特点么共同特点 共同点：共同点： 都是硬棒（软的不行，直的弯的都可以）都是硬棒（软的不行，直的弯的都可以） 工作过程中都在转动，转动过程中工作过程中都在转动，转动过程中有一点是有一点是 不动的不动的 除固定不动的点外，还要除固定不动的点外，还要受到两个力的作用受到两个力的作用 （一个能使它转动，另一个阻碍它转动）（一个能使它转动，另

2、一个阻碍它转动） 一根硬棒在力的作用下如果能绕着一根硬棒在力的作用下如果能绕着 固定点转动，这根硬棒就叫做固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆杠杆 使杠杆绕着转动的固定点O O O O F1F1F1 F2F2F2 O 使杠杆转动的力动力：F1 阻碍杠杆转动的力阻力：F2 找出支点、动力和阻力 O F1 F2 O F1 F2 思考：思考：将手下移靠近将手下移靠近O点，点，F1产生的效产生的效 果是否不变果是否不变? ： ： ： ： ： 力的作用效果除了跟力的作用效果除了跟力的大小力的大小有关外有关外,还与还与力臂力臂有有 关。关。 支点：杠杆绕着转动的点（O点） 动力：使杠杆转动的力（F1） 阻力：阻

3、碍杠杆转动的力（F2） 动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离（L1） 阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离（L2） 三、杠杆的五要素 F1 F2 L1 L2 O 画出各力和力臂画出各力和力臂（1 1）找出支点的位置）找出支点的位置 （2 2）沿动力、阻力的作用）沿动力、阻力的作用 方向将力的作用线画出方向将力的作用线画出 （3 3）从支点作动力、阻力）从支点作动力、阻力 作用线的垂线作用线的垂线 有时垂足在力的反向延长线上， 则需要将力的作用线用虚线反向 延长。 l2 l1 l1l2 l1 l2 l1 l2 L2 L1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 画出图中各力的力臂画出图中

4、各力的力臂 l2 O F1 F2 l2 l1 l1 l2 F1 F2 O O F2 F1 l1 l1 F2 l2 O F1 四.有关力臂的问题？ 力臂是到距离。 思考讨论思考讨论： 1 力臂是一定在杠杆上吗？ 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：要改变 支点力的作用线的垂直 3.怎样施加力,它的力臂最大? 答:垂直于支点和力的作用点的连线方向施加 力,得到的力臂最大. 小资料小资料 很多机器上都有杠杆，可是你 知道吗？人体中也有很多的杠杆在 起作用呢？当我们拿起一件东西， 点一点头，弯一弯腰或者翘一下脚 尖，这时都得依靠人体的杠杆才能 起作用呢！

5、 O F2 F1 小资料小资料 点一下头或抬一下头是靠杠杆 的作用(如图)，杠杆的支点在脊柱 之顶，支点前后各有肌肉，头颅的 重量是阻力。支点前后的肌肉配合 起来，有的收缩有的拉长，就形成 低头仰头动作，从图中可以看出来 低头比仰头要省力。 小资料小资料 如果你弯一下腰，肌肉就要 付出大约1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成 的杠杆是一个费力杠杆（如图)。 我们长期弯腰工作时，往往感到 腰部酸疼，就是肌肉被拉伤的缘 故。 小资料小资料 当你把脚尖翘起来的时候，是 脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是 支点，体重落在两者之间。这实际 上是一个省力杠杆(如图)，这时肌 肉的拉力比体重要

6、小。 小结 1、关于杠杆的下列说法中，正确的是（ ） A、杠杆必须是一根直棒 B、杠杆不一定要有支点 C、杠杆可以是直的，也可以是弯的 D、作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向相反 的方向转动 CD 练习 2、下列关于力臂的说法中，正确的是（ ） A、动力臂是指支点到动力作用点的距离 B、阻力臂是指支点到阻力作用线的垂直距离 C、动力臂与阻力臂之和等于杠杆长 D、当力的作用线通过支点时，力臂最大 B 练习 3.画出下列杠杆力臂 练习 第二课时：杠杆的平衡 知识回顾： 1 1、杠杆的概念？ 在力的作用下能绕着固定的点转动的硬棒，这根硬 棒 叫做杠杆。 2 2、这个固定的点叫？ 支点(O)(O) 3

7、3、使杠杆转动的力叫？ 动力（ F F1 1 ） 4 4、转动时受到的阻碍作用叫？ 阻力（F F2 2 ） 5 5、什么叫动力臂？ 从支点到动力作用线的距离（l l1 1 ）（点到线的距 离） 6 6、什么叫阻力臂？ 从支点到阻力作用线的距离（l l2 2 ）（点到线的距 离） 画出图中杠杆各力的力臂画出图中杠杆各力的力臂 F1 F2 L1 L2 F1 F2 L1 O L2 O 图1 图2 1:图1与图2有何不同之处? 图1在水平位置,图2不在水平位置 2:图1与图2有何相同之处? 都处于静止状态 杠杆的平衡状态 思考：怎么的杠杆才算平衡呢？思考：怎么的杠杆才算平衡呢？ 当杠杆在动力和阻力的作

8、用下静止时，或静止时，或 作缓慢地匀速转动作缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。 O L1L2 F1F2 思考思考：杠杆平衡需要满足什么样条件呢？杠杆平衡需要满足什么样条件呢？ 实验 次数 动力 F1/N (个) 动力臂 l1/cm (格) 动力 动力臂 (个格) 阻力 F2/N (个) 阻力臂 l2/cm (格) 阻力 阻 力臂 (个格) 1 2 3 思考思考：F1L1与与F2L2之间有什么样的关系呢？之间有什么样的关系呢？ 杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件： 动力动力 X 动力臂阻力动力臂阻力 X 阻力臂阻力臂 用字母表示为用字母表示为: F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2

9、或 或 思考与讨论思考与讨论 1. 杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用? ? 2.为什么在实验时为什么在实验时, ,要求杠杆在水平位置静止呢要求杠杆在水平位置静止呢? ? 作用是调节杠杆自身的平衡作用是调节杠杆自身的平衡 因为这样力臂的数值因为这样力臂的数值 在杠杆上就能直接读出在杠杆上就能直接读出 或量出。或量出。 1。有一根杠杆，动力为。有一根杠杆，动力为1000N，阻力为，阻力为 3000N，动力臂为，动力臂为1.5m，求：它的阻力，求：它的阻力 臂为多少？臂为多少？ 已知：已知：F11000N F23000N L11.5m 求：求：L2

10、？ 解：根据杠杆的平衡条件：解：根据杠杆的平衡条件： F1L1F2L2 L2F F1 1L1 / F F2 2 =(1000N X 1.5m) / 3000N =0.5m 答答 ：它的阻力臂为：它的阻力臂为0.5m. 2。一根轻质扁担长。一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上，前后两端分别挂上 重重600N和和200N的货物，问：人肩应挑在离前端的货物，问：人肩应挑在离前端 多远处才能使扁担平衡？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=G1600NF2=G2200N O L1L2 L=1.8m 已

11、知：L L = 1.8m F1 600N F2200N 求：L L1=? 解：根据L L1L L21.8m得出 L L2=1.8mL L1（1） 根据杠杆的平衡条件： F1L L1F2L L2 将（1）代入得 600N X L L1200N X (1.8mL L1） 解之得：L L1=0.45m 答 ：人肩应挑在离前端0.45m处才能使扁 担平衡。 3。如果已知弹簧测力计对杠杆拉力的力臂与钩码对杠杆拉力的力臂之比 为73，弹簧测力计读数是42N，杠杆自重忽略不计，那么钩码多 重？ G F1 F2 F1/F2=l l2/l l1 F11 1l=F2l l2 l2 l1 4。如图：有一根粗细均匀的

12、1m 长的木棒放在墙角，垂直作用在木棒上的力F使 木棒与地面成600的角，已知木棒重力为G，求F的大小？ F A O G B 第三课时：杠杆平衡的应 用 -杠杆的分类 支支 点点( (o) )：杠杆绕着转动的点杠杆绕着转动的点 动动 力力( (F F1 1) )：促使杠杆转动的力促使杠杆转动的力 阻阻 力力( (F F2 2) )：阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力 动力臂动力臂( (L L1 1) )：从支点到动力作用线的垂直距离从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂阻力臂( (L L2 2) )：从支点到阻力作用线的垂直距离从支点到阻力作用线的垂直距离 ( (力的作用线力的作用线：过力的作用点

13、，沿力的方向的直线过力的作用点，沿力的方向的直线) ) 在在力的作用力的作用下能够下能够绕固定点转动绕固定点转动的硬棒的硬棒 复习回顾复习回顾: : 一一. .杠杆：杠杆： 二二. .杠杆的平衡状态杠杆的平衡状态: : F1 L1F2 L2 F1L1F2L2 动力为动力为F F1 1， ，阻力为 阻力为F F 静止或匀速转动静止或匀速转动 杠杆平衡条件杠杆平衡条件: : 2 2 问题问题:在用撬棒撬石头时，通常会感到省力在用撬棒撬石头时，通常会感到省力 些些,这到底是为什么呢这到底是为什么呢? 由上分析可知由上分析可知: : 杠杆平衡时杠杆平衡时: : 又因为又因为:L:L1 1LL2 2 所

14、以所以,F,F1 1FF2 2 = F1 L2 F2 L1 一一.省力杠杆省力杠杆 特点：省力特点：省力 ：动力臂大于阻力臂：动力臂大于阻力臂 ，费距离，费距离 二二.费力杠杆费力杠杆 设动力为设动力为F F1 1， ，阻力为 阻力为F F 问题问题:利用杠杆是否一定能省力？利用杠杆是否一定能省力？ F2 由上分析可知由上分析可知: : 杠杆平衡时杠杆平衡时: : 又因为又因为:L:L1 1LFF2 2 = F1 L2 F2 L1 特点：费力、省距离特点：费力、省距离 我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？ 动力臂小于阻力臂动力臂小于阻力臂 F F2 2 F

15、F1 1 动力臂动力臂L L1 1 阻力臂阻力臂L L2 2 O O 由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2 这这是费力杠杆是费力杠杆 特点：既不省力，也不省距离特点：既不省力，也不省距离 由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 LL1 1 = = L L2 2 FF1 1 = = F F2 2 这这是等臂杠杆是等臂杠杆 讨论：下列杠杆属于哪一类杠杆？ 它们是什么杠杆？它们是什么杠杆？ 它们是什么杠杆？它们是什么杠杆？ 使用时哪些是省力杠杆？ 哪些费力杠杆？ 练习一：练习一： A AB BC CD D

16、A B C D 下列个杠杆是省力的（ ） A A 练习二：练习二： B BC CD D A B C 下列哪个杠杆是省距离的（ ） D 小结小结 省力杠杆的特点省力杠杆的特点 A A 动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂l l1 1ll2 2，则，则F F1 1FF2 2 B B 省力但是费距离省力但是费距离 费力杠杆的特点费力杠杆的特点 A A 动力臂小于阻力臂动力臂小于阻力臂l l1 1lFF2 2 B B 费力但是省距离费力但是省距离 等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点 A A 动力臂等于阻力臂动力臂等于阻力臂l l1 1=l=l2 2，则，则F F1 1=F=F2 2 B B 不省力也不省距离不省

17、力也不省距离 苏州园林常用的剪刀（粗枝剪、细枝剪、整篱 剪），根据杠杆的特点请指出它们的名称： 细枝剪 整篱剪 粗枝剪 第四课时 杠杆的应用 汲水的桔槔汲水的桔槔 古代的杠杆古代的杠杆 1.1.如图如图4,4,杠杆处于平衡状态杠杆处于平衡状态,F,F的力臂是什么的力臂是什么? ? 2.2.如图如图5,5,某一同学由图得出某一同学由图得出F F1 1OA=FOA=F2 2OB,OB,这个这个 结论对吗结论对吗? ?为什么为什么? ? 思考思考: : 如图杠杆分别是哪种杠杆？如图杠杆分别是哪种杠杆？ 哪种剪纸方法省力？ 哪种剪纸方法省距离？ 什么时候采用哪种剪纸方法？ 图中的等臂杠杆处于水平位置并

18、静止，图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B B 端绳子的拉力端绳子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（ ） A. F=GA. F=G； B. FB. FG G； C. FC. FG G； D. D. 无法比较。无法比较。提示提示 A AO OB B F F G G A AB BC CD D 想一想 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B B端绳端绳 子的拉力子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（ ） A. F=GA. F=G； B. FB. F G G； C. F C. F G G； D. D. 无法比较。无法比较。 L L2 2

19、 L L1 1 A AB BC CD D A AO OB B G G 方法：先画出力臂，再进行判断方法：先画出力臂，再进行判断 什么时候什么时候F F最小，为多少？最小，为多少？ F1 F2 F4 F3 2 2。各式各样的剪刀都是一对对杠 杆，要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀 最合适（ ） 1。一根杠杆动力臂与阻力臂之 比是3:2,要使杠杆平衡,则动力与阻力 之比是_.2：3 B G G G G 3。在下图的四个杠杆均处于平衡状态,各杠杆 上悬挂的物体重G均相等,所需的力分别为F1、F2、 F3、F4，其中最小的是( ) 4。 剪铁皮的剪子、钓鱼杆、天平、 电工钳, 其中省力的杠杆是_省距离的杠

20、杆_, 等臂的杠杆是_. 1、4 F1 3 2 7。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）。 80N 8。 用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手 柄上再套一节管子，如图。这样就可以比较容易柄上再套一节管子，如图。这样就可以比较容易 地拧下螺母，这是因为（地拧下螺母，这是因为（ ） A、套上的管子较重，可以省些力、套上的管子较重，可以省些力 B、套上的管子较粗，使用比较方便、套上的管子较粗，使用比较方便 C、套上管子后可以用较大的力上管子后可以用较大的力 D、套

21、上管子后增大了动力臂、套上管子后增大了动力臂,省些力省些力 D D 9。如图，人体前臂可以视作杠杆，当曲肘将手。如图，人体前臂可以视作杠杆，当曲肘将手 中重物举起时，阻力臂大小将中重物举起时，阻力臂大小将 （填（填“增增 大大”或或“减小减小”） 减小 10、如图所示，用一根自重可以忽略不计的、如图所示，用一根自重可以忽略不计的 撬棒撬动石块。若撬棒撬棒撬动石块。若撬棒C点受到石块的压力是点受到石块的压力是 1500牛，且牛，且AB=1.5米，米，BC=0.3米、米、CD=0.2米，米， 则要撬动该石块所用的力应不小于（则要撬动该石块所用的力应不小于（ ） A、500牛牛 B、300牛牛 C、

22、200牛牛 D、150牛牛 D D 11,如图的缝纫机踏板是杠杆，用脚踩踏板使用它如图的缝纫机踏板是杠杆，用脚踩踏板使用它 工作时是（工作时是（ ） A、省力的、省力的 B、费力的、费力的 C、既不省力也不费力、既不省力也不费力 D、可以省力也可以费力、可以省力也可以费力 12.、如图甲是锅炉的安全阀、如图甲是锅炉的安全阀 门自动控制的装置。请在图门自动控制的装置。请在图 乙中画出杠杆乙中画出杠杆OAB所受动力所受动力 和阻力的示意图。和阻力的示意图。 B 13.如图，先调节杠杆在水平位置平衡，然后在如图，先调节杠杆在水平位置平衡，然后在A 点挂两个质量相同的钩码，欲使杠杆重新平衡，点挂两个质

23、量相同的钩码，欲使杠杆重新平衡， 可在可在B点挂上同质量的钩码个数为（点挂上同质量的钩码个数为（ ） A、1 B、2 C、3 D、4 C 14。如图的杠杆，。如图的杠杆，O为支点。若为支点。若FAlA=FBlB， 则此杠杆（则此杠杆（ ） A、一定静止不动、一定静止不动 B、一定转动、一定转动 C、可能静止不动、可能静止不动 D、以上情况都有可能、以上情况都有可能 B 15。如图所示，质量可以忽略不计的直杆。如图所示，质量可以忽略不计的直杆OA长长 为为L，它能绕光滑的固定轴，它能绕光滑的固定轴O转动，在杆上距转动，在杆上距 O点点L/3的的B处挂一个重为处挂一个重为150牛的物体，并牛的物体

24、，并 在杆的在杆的A端作用竖直向上的力端作用竖直向上的力F，当杆静止时，当杆静止时， F= 牛。若在力牛。若在力F作用下，使物体慢慢提作用下，使物体慢慢提 高了高了0.1米，则力米，则力F所做的功为所做的功为 焦。焦。 50 15 所示是指甲刀示意图和垃圾筒示意图，它们哪 些部分可以看作杠杆？各为什么性质的杠杆 （省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆）？ 1下列杠杆中属于省力杠杆的是（ ） A镊子 B.钳子 C.钓鱼杆 D.缝纫机的脚踏板 B 2、如图所示杆秤是称量质量的工具当秤砣 磨损一部分，用它称质量，结果比被称物体的 真实质量（ ） A偏大 B.偏小 C不变 D.条件不够，无法确定 A 3、利用

25、如图所示的质量不计的杠杆提升重物G， 动力作用在A点，那么，使用它（ ） A一定是省力杠杆 B.一定是费力杠杆 C不可能是等臂杠杆 D.可以是等臂杠杆 A D 4、如图所示，长度为、如图所示，长度为2米的水平杠杆，左米的水平杠杆，左 端端A处受竖直向下的力处受竖直向下的力F1为为50牛，右端牛，右端B处处 受竖直向下的力受竖直向下的力F2为为200牛，为使杠杆平衡，牛，为使杠杆平衡， 支点支点O与左端与左端A的距离应为（的距离应为（ ） A、0.4米米 B、0.5米米 C、1.5米米 D、1.6米米 F1 B A F2 D 5、人用棒挑着重物扛在肩上行走时，在图所 示的各种方法中，胳膊用力最小的是（ ） A B C D A 一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是4cm， 秤砣质量250g用来称质量是2kg的物体， 秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？若秤杆长 60cm，则这把秤最大能称量多少千克的物 体？（如图） 离提纽32cm，秤的最大称量是3.5kg 一根轻质扁担总长是1.8米,在它左端