第四节_杠杆.ppt

1、杠杆,“给我一个立足点和一根足够长的硬棒，我就能移动地球。” 阿基米徳,导入新课,这些能给我们提供某些方便的工具都称为机械。,机械表是一种精密的机械,缝纫机,起重机,复杂机械是由简单机械组成。,抽油机,机器人,1. 认识杠杆及五要素 2. 知道杠杆的平衡条件 3. 知道杠杆的应用,本节导航,一. 杠杆,请仔细观察下面图片，看看它们有什么共同点？,硬棒,绕固定点转动,固定点,杠杆的共同的特征是：,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,注：硬棒可以是各种形状的。,归纳结论：,这些用具是杠杆吗？,钢丝钳 杆秤 瓶盖起子 道钉撬 火钳 独轮车,鱼杆,天平,杆秤,这些工具是杠杆

2、吗？,古埃及人建金字塔时利用了杠杆,汲水的桔槔,古代的杠杆,撬棒在撬石头的过程中怎样运动,动力作用线,动力臂,阻力臂,动力,阻力,阻力作用线,o,支点,杠杆五要素,F1,F2,L1,L2,什么是力臂？,力臂是支点到力的作用线的垂直距离。,支点（O）：,动力（F1）：,阻力（F2）：,动力臂（L1）：,阻力臂（L2）：,力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线。,杠杆绕着转动的点。,杠杆五要素,促使杠杆转动的力。,阻碍杠杆转动的力。,从支点到动力作用线的垂直距离。,从支点到阻力作用线的垂直距离。,o,F1,F2,L2,L1,画一画杠杆五要素,撬撬板,o,F1,F2,L1,L2,手动抽水机,（1

3、）辨认杠杆； （2）先找支点O； （3）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线； （4）作从支点到力的作用线的垂线段。,画力臂的方法,F1,F2,L1,L2,F1,F2,L1,L2,O,试着画出各力和力臂,L2,L1,画出图中各力的力臂,（1）找出支点的位置,（3）从支点作动力、阻力 作用线的垂线,（2）确定动力、阻力 作用线,（4）标垂足,定力臂,画出图中杠杆各力的力臂,F1,F2,L1,L2,F1,F2,L1,O,L2,O,想一想,什么是杠杆的平衡？,杠杆平衡：,当杠杆在动力和阻力的作用下静止或作缓慢的匀速转动时，就说杠杆平衡。,怎样用杆秤称量物体的质量？,（1） 提出问题：,杠杆平衡时，动

4、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1：,假设2：,假设3：,假设4：,F1+L1=F2+L2,F1L1=F2L2,F1/L1=F2/L2,F1 L1=F2 L2,二. 探究:杠杆的平衡条件,还有其他假设吗？,F12+L12=F22+L22,F13+L13=F23+L23,调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。,给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡。这是杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量。,（3） 制定计划与设计实验：, 调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。,螺母,螺母,（4） 进行实验：,杠杆向

5、右偏，则将平衡螺母往左调。 杠杆向左偏，则将平衡螺母往右调。, 在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。然后把实验数据填入表中。,F2,F1,L2,L1, 改变力和力臂的数值，再做两次实验，把实验数据填入表中。,2,0.15,3,0.1,5,0.08,10,0.04,10,0.1,5,0.2, 求出各次实验中动力动力臂和阻力阻力臂的值，然后思考杠杆的平衡条件。,2,0.15,3,0.1,5,0.08,10,0.04,10,0.1,5,0.2,0.3,0.3,0.4,0.4,1,1,杠杆的平衡条件是：,（5） 得出结论：,动力动力臂阻力阻力臂,或写作： F1L1

6、F2L2,即：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。,上面的关系也可以写成下面的形式：,阻力 动力臂 动力 阻力臂,或,F1 L2,F2 L1,动力 阻力臂 阻力 动力臂,或,F1 L2,F2 L1,杠杆两端可调节的平衡螺母，起什么作用?,为什么要求杠杆静止时，在水平位置?,平衡螺母调节杠杆自身的平衡。,力臂的数值在杠杆上可以直接读出或量出。,（6）交流与合作：,挂钩码后，能不能再调节平衡螺母？,不能。,F1,F2,动力臂L1,阻力臂L2,由 F1L1=F2L2 L1 L2 F1 F2 这是省力杠杆,1、省力杠杆,三、杠杆的应用,h,S=4h,省力，费距离,省力杠杆的特点,举例生活中省力标杆（4种以

7、上）？,省力杠杆,F2,F1,动力臂L1,阻力臂L2,由 F1L1=F2L2 L1 L2 F1 F2 这是费力杠杆,2、费力杠杆,S=h/4,h,费力，省距离,费力杠杆的特点,举例？,费力杠杆,F2,F1,动力臂L1,阻力臂L2,由 F1L1=F2L2 L1 = L2 F1 = F2 这是等臂杠杆,不省力，也不省距离,3、等臂杠杆的特点,三类杠杆的对比,它们是什么杠杆？,独轮车黄包车,它们是什么杠杆？,它们是什么杠杆？,它们是什么杠杆？,1. 杠杆的概念：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。,2. 杠杆的五要素：,（1）支点：杠杆绕着转动的点。（用“O”表示）,（

8、2）动力：使杠杆转动的力。（用“F1”表示）,（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。（用“F2”表示）,（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。 （用“L1”表示）,（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。 （用“L2”表示）,小结,4. 杠杆的种类：,省力杠杆：L1L2，动力小于阻力 特点：省力，但费距离。应用：羊角锤 费力杠杆：L1L2，动力大于阻力 特点：费力，但省距离。应用：钓鱼竿 等臂杠杆：L1L2 ，动力等于阻力 特点：不省力也不费力。应用：天平,3. 杠杆的平衡条件： 动力动力臂阻力阻力臂,F1L1 F2L2,巩固练习,1. 力臂是一定在杠杆上吗？,答：不是。,F1,F2,L1,L2,2

9、. 杠杆都是直的？,答：杠杆可以是直的，也可以是弯的。,3. 若力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？,答：改变。,F1,O,L1,L2,F2,4. 哪种剪纸方法省力？ 哪种剪纸方法省距离？,1、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（ ）,B,小练习,2、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确的是 ( ) A两杠杆均为省力杠杆 B两杠杆均为费力杠杆 CABC为省力杠杆 DABC为省力杠杆,C,3、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。,提

10、示：先画出力臂，再进行判断,C,A,O,B,C,F2,F1,如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端B端，其中AO0.1m，AB1m，OC0.7m，要撬起重为1400N的石头，需要在B端竖直向下用多少N的力才能撬起石头？,4、计算题,你做对了吗？,已知：L2=A0=0.1m L1=0C=0.7m F2=G=1400N,解：由杠杆平衡条件：F1L1=F2L2可得：,答：需要在B端竖直向下用200N的力才能撬起石头。,求：F1=?,5、画出图中作用在A 点最小的力的方向 。,FA,B,小资料,人体内的杠杆,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，弯一下

11、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！,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，肌肉要花费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省距离。,F,小资料,人体内的杠杆,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小。,G,F,小资料,人体内的杠杆,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

12、仰头动作，从图中可以看出来低头比仰头要省力。,G,O,F,F,小资料,人体内的杠杆,如果你弯一下腰，肌肉就要付出大约1200牛顿的拉力。这是 因为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。,G,O,F,1. 蹬自行车脚踏板时,如果只向下用力，则当脚踏板在水平位置时，动力臂最大，这时用力效果最好。,2. 剪较硬的物体阻力较大，要用动力臂比阻力臂长的剪刀，即教材图13.4-9中间的这种。,剪纸或布时，阻力不很大，用图13.4-9左边的这两种动力臂较短的剪刀，完成一次剪裁动作，可以剪裁较长的纸或布，加快剪切速度。修剪树枝时，一方面树枝较硬、阻力较大，这就要求动力臂要长，阻力臂要短；另一方面，为了加快修剪速度，剪切整齐，要求剪刀刀口要长，就要用图13.4-9右