教育专题：第4节简单机械（第2课时）.ppt

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1、Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究第二课时第二课时 杠杆平衡及分类杠杆平衡及分类Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究一、什么是杠杆一、什么是杠杆在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。二、杠杆的五个要素二、杠杆的五个要素1.支支 点点(O)2.动力动力(F1)3.阻力阻力(F2)4.动力臂动力臂(L1)5.阻力臂阻力臂(L2)三、画杠杆示意图三、画杠杆示意图OF1F2L2L1Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究什么是杠杆平衡状态？什么是杠杆平衡状态？杠杆在动力和阻力的作用下，杠杆在动力和阻力的作

2、用下，保持静止状态保持静止状态。四、杠杆平衡四、杠杆平衡或或匀速转动状态匀速转动状态，我们就说，我们就说杠杆处于平衡杠杆处于平衡。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究杠杆应满足什么条件，才能保持平衡状态？杠杆应满足什么条件，才能保持平衡状态？1 提出问题：提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？阻力臂之间存在着怎样的关系？2 猜想与假设：猜想与假设：假设一：假设一：假设二：假设二：假设三：假设三：假设四：假设四：F1+L1=F2+L2F1 L1 =F2 L2F1/F2 =L1/L2F1 L1=F2 L2五、杠杆

3、平衡的条件五、杠杆平衡的条件Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究3 设计实验：设计实验：（1）我们取杠杆的哪一种平衡状态？）我们取杠杆的哪一种平衡状态？（2）用什么作动力和阻力？）用什么作动力和阻力？如何测动力臂和阻力臂？如何测动力臂和阻力臂？如图所示，用如图所示，用一根带有刻度一根带有刻度的均质木尺作的均质木尺作为杠杆，用钩为杠杆，用钩码的拉力来代码的拉力来代替人的作用力，替人的作用力，进行实验研究。进行实验研究。F1F2OL2L1保持静止保持静止Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究4 进行实验：进行实验：（1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端

4、）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端 的螺母，使杠杆在的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态水平位置处于平衡状态。为什么要调节杠杆在水平位置平衡，而不使为什么要调节杠杆在水平位置平衡，而不使它处于倾斜状态平衡？它处于倾斜状态平衡？F1F2L2L1倾斜状态时倾斜状态时力臂比杠杆力臂比杠杆上的刻度小上的刻度小要求杠杆静止时要求杠杆静止时在水平位置，可在水平位置，可以直接在杠杆上以直接在杠杆上读出力臂的数值。读出力臂的数值。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究（2）在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，）在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次并

5、左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次 在水平位置处于平衡状态。这时杠杆两端受在水平位置处于平衡状态。这时杠杆两端受 到的作用力分别等于各自钩码的重力。到的作用力分别等于各自钩码的重力。（左边记作动力（左边记作动力F1，右边记作阻力，右边记作阻力F2）。）。将动力和阻力填入表内。将动力和阻力填入表内。（3）读出动力臂）读出动力臂l1、阻力臂、阻力臂l2，并填入表内。，并填入表内。（4）改变力和力臂的数值，）改变力和力臂的数值，重复上述实验，共做重复上述实验，共做4次。次。把有关数据填入表内。把有关数据填入表内。要记录哪些数据？要记录哪些数据？怎样设计实验表格？怎样设计实验表格？Copyright

6、 2004-2015 版权所有 盗版必究实验实验次数次数动力动力F1/N动力臂动力臂l1/cm阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/cm1234F1 L1F2 L25.分析与论证：分析与论证：分析实验数据，得出分析实验数据，得出实验结论实验结论：_。动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。F1 L1 =F2 L2记录表记录表Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究杠杆平衡的条件：杠杆平衡的条件：动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂F1 L1 =F2 L2或或F1L1F2L2=即即F1F2=1L1L2L1L2=若若n则则 F1F2=1n杠杆上的动力

7、臂是阻力臂的几倍，动力就是杠杆上的动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。阻力的几分之一。阿基米德曾说过这样一句话：阿基米德曾说过这样一句话：“给我一个支给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动地球点和一根足够长的棍，我就能撬动地球。”Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究如图，杠杆已平衡如图，杠杆已平衡1、若两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？、若两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？问题探究问题探究2、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究如如何何用用弹弹簧簧秤

8、秤将将该该杠杠杆杆调调平平如果将弹簧秤向上斜拉，读如果将弹簧秤向上斜拉，读数发生怎样变化？为什么？数发生怎样变化？为什么？因为力臂变小；因为力臂变小；读数变大。读数变大。FLFLCopyright 2004-2015 版权所有 盗版必究弹弹簧簧秤秤向向哪哪个个方方向向更更省省力力F1F2F3L3L1L2阻力和阻力臂不变，阻力和阻力臂不变，L1最长，最长，F1最小。最小。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究杠杆省力不但与动力臂的长短有关，而且与阻力杠杆省力不但与动力臂的长短有关，而且与阻力臂的长短有关。臂的长短有关。观察下图中所示的杠杆，比较它们的动力臂观察下图中所示的杠杆

9、，比较它们的动力臂l1、阻力臂、阻力臂l2、动力、动力F1、阻力、阻力F2 的大小，你的大小，你能得出什么结论？能得出什么结论？F1F2L1L2OOF1L1L2F2L1L2=L1L2Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究OF1F2OF1F2L1L2L1L2L1L2L1L2上述四例已经判断出动力臂与阻力臂的大小关上述四例已经判断出动力臂与阻力臂的大小关系，根据杠杆平衡条件，可以推理出动力与阻系，根据杠杆平衡条件，可以推理出动力与阻力的大小关系。力的大小关系。你能区分省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆吗？你能区分省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆吗？Copyright 2004-2015

10、版权所有 盗版必究六、杠杆的类型六、杠杆的类型杠杆类型杠杆类型 杠杆特点杠杆特点杠杆优点杠杆优点 杠杆缺点杠杆缺点 应应 用用省力省力杠杆杠杆费力费力杠杆杠杆等臂等臂杠杆杠杆L1L2F1F2(动力动力阻力阻力)L1F2(动力动力阻力阻力)L1=L2F1=F2(动力动力=阻力阻力)省力省力费距离费距离省距离省距离费力费力既不省力也既不省力也不省距离不省距离Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究你还能举出一些生活和生产中省力、费力和你还能举出一些生活和生产中省力、费力和等臂杠杆的实例吗？如图所示，赛艇上的桨等臂杠杆的实例吗？如图所示，赛艇上的桨属于哪类杠杆？属于哪类杠杆？费力杠

11、杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究省力杠杆省力杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆省力杠杆省力杠杆Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究生活中的剪刀是属于杠杆，使用时哪些是省生活中的剪刀是属于杠杆，使用时哪些是省力杠杆？哪些是费力杠杆？力杠杆？哪些是费力杠杆？乙乙甲甲动力臂大于阻力动力臂大于阻力臂的剪刀，是属臂的剪刀，是属于省力杠杆。于省力杠杆。如图甲、乙，哪如图甲、乙，哪种剪纸方法省力？

12、种剪纸方法省力？Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究七、杠杆平衡条件的应用七、杠杆平衡条件的应用根据根据 F1 L1 =F2 L2 可以计算其中之一可以计算其中之一【例题】如图是铁道检修工用的道钉撬，有关尺寸见图。【例题】如图是铁道检修工用的道钉撬，有关尺寸见图。若在若在A点竖直向下作用点竖直向下作用200 牛的力，道钉撬对道钉会产牛的力，道钉撬对道钉会产生多大的力？如果还不能将道钉撬出，在保持手的作用生多大的力？如果还不能将道钉撬出，在保持手的作用力大小和作用点不变的情况下，采用什么方法可增大道力大小和作用点不变的情况下，采用什么方法可增大道钉撬对道钉的作用力？钉撬对道

13、钉的作用力？解：据杠杆平衡条件解：据杠杆平衡条件 F1l1=F2l2，可得：可得：F2 =F1l1/l2=200牛牛120 厘米厘米/6 厘米厘米=4000 牛牛答：道钉撬对道钉能产生答：道钉撬对道钉能产生4000 牛牛的力。将的力。将F1 的方向与撬棒垂直，的方向与撬棒垂直，可增大撬棒对道钉的作用力。可增大撬棒对道钉的作用力。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究用铁锤拔钉的情景如图所示，由图中所用铁锤拔钉的情景如图所示，由图中所提供的数据，求出钉子对铁锤的阻力。提供的数据，求出钉子对铁锤的阻力。解：据杠杆平衡条件解：据杠杆平衡条件 F1l1=F2l2，可得：可得：F2

14、=F1l1/l2=50牛牛20 厘米厘米/2 厘米厘米=500 牛牛答：钉子对铁锤的阻力答：钉子对铁锤的阻力500 牛。牛。一位质量为一位质量为50千克的同学在做俯千克的同学在做俯卧撑时，他所受的重力可视为集卧撑时，他所受的重力可视为集中在中在A 点，如图所示。请计算地点，如图所示。请计算地面对双手的支持力至少多大？面对双手的支持力至少多大？=288牛牛解：解：F1 =F2l2/l1=490牛牛1米米/1.7米米答：略。答：略。手握处离支点近些手握处离支点近些还是远些更省力还是远些更省力?Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究五、杠杆平衡的条件：五、杠杆平衡的条件：动力动力

15、动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂F1 L1 =F2 L2六、杠杆的类型：六、杠杆的类型：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。由动力臂和阻力臂大小判定。由动力臂和阻力臂大小判定。1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡，则（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这两个力的大小必须相等 B.这两个力的力臂长必须相等这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小力臂较长的那个力比较小DCopyright 2004-2015 版权所有 盗版必究2、一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在、一根轻质杠杆，在左右

16、两端分别挂在200牛和牛和 300牛的重物时，杠杆恰好平衡若将两边物重牛的重物时，杠杆恰好平衡若将两边物重 同时减少同时减少50牛，则杠杆牛，则杠杆-（）A左端下沉左端下沉 B右端下沉右端下沉 C仍然平衡仍然平衡 D无法确定无法确定B3、在均匀铁条的中点、在均匀铁条的中点O处用线将其悬挂起来，铁处用线将其悬挂起来，铁 条水平平衡，如图条水平平衡，如图(a)所示。若将所示。若将OB弯折，如图弯折，如图 (b)所示，则铁条将所示，则铁条将-（）AA端下降，端下降，C端上升；端上升；BA端上升，端上升，C端下降端下降 C仍然平衡仍然平衡 D无法判断无法判断ACopyright 2004-2015 版权所有 盗版必究