教育专题：34简单机械（1）（2).ppt

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1、第第4 4节节 认识简单机械认识简单机械(1)(1)阿基米德阿基米德(公元前公元前287-前前212),古希腊伟大古希腊伟大的数学家、力学家。的数学家、力学家。古希腊科学家阿基米德曾说过：给我一个支点，我就能撬动地球。请问他的话有道理吗?杆杠有着悠久的历史杆杠有着悠久的历史这三个用具有什这三个用具有什 么共同特点么共同特点上例中的上例中的共同点：共同点：都是都是硬硬棒。（软的不行，但是直的弯的都可以）棒。（软的不行，但是直的弯的都可以）工作过程中都在工作过程中都在转动转动，转动过程中有，转动过程中有一点一点是是固定不动固定不动的的除固定不动的点外，还要受到除固定不动的点外，还要受到两个力的作用

2、。的作用。一个能使它转动的力，另一一个能使它转动的力，另一个阻碍它转动的力。个阻碍它转动的力。1、定义：在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒。支支 点点：杠杆绕着转动的固定点杠杆绕着转动的固定点,(用用O表示)动动 力力：促使杠杆转动的力促使杠杆转动的力;(用用F1表示表示)阻阻 力力：阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力;(用用F2表示表示)讨论:我们用桌面上的科学书模拟石头，用一支笔把它撬起来，想想看，怎么做？OF1F2OF1F2OF1F2OF1F2根据下列杠杆(支点为O)，找出动力F1和阻力F2请指出撬棒的支点、动力、阻力及力臂请指出撬棒的支点、动力、阻力及力臂:动力臂动力臂(L L1 1)：

3、从支点到从支点到动动力力作用线作用线的的垂直垂直距离距离阻力臂阻力臂(L L2 2)：从支点到从支点到 阻阻 力作用线力作用线的的垂直垂直距离距离oF F1 1F F2 2L2L1(力的力的力的力的作用线作用线作用线作用线：通过力的作用点，沿力的方向所画的直线：通过力的作用点，沿力的方向所画的直线：通过力的作用点，沿力的方向所画的直线：通过力的作用点，沿力的方向所画的直线)2、杠杆的五要素：、杠杆的五要素：支点：支点：动力：动力：动力臂：动力臂：阻力：阻力：阻力臂：阻力臂：杠杆绕着转动的固定点，用杠杆绕着转动的固定点，用OO表示。表示。使使杠杆转动的力，用杠杆转动的力，用F F1 1表示。表示

4、。(方向跟杆杠转动方向一致方向跟杆杠转动方向一致)从支点到动力作用线的距离，用从支点到动力作用线的距离，用L L1 1表示。表示。阻碍杠杆转动的力，用阻碍杠杆转动的力，用F F2 2表示。表示。(方向跟杆杠转动方向相反方向跟杆杠转动方向相反)从支点到阻力作用线的距离，用从支点到阻力作用线的距离，用L L2 2表示。表示。这些概念很重要这些概念很重要画画力臂力臂的的方法方法是：是：注意1.找出杠杆的支点；2.找出动力和阻力，并画力的作用线（延长线用虚线）；3.过支点作出力的作用线的垂线段（虚线）；4.用大括号和字母标出字母标记。口诀：一点二线三垂直四标记口诀：一点二线三垂直四标记思考与讨论思考与

5、讨论:在生产生活中，你还能举出杠杆的其他实在生产生活中，你还能举出杠杆的其他实例吗？请你找出它们的五要素。例吗？请你找出它们的五要素。羊角锤羊角锤剪刀镊子托盘天平钓鱼杆翻斗车羊角锤羊角锤L1F1F2L2F1F2L1L2活塞式抽水机活塞式抽水机L1L2寻找人身上的杠杆寻找人身上的杠杆 读图，寻找手臂上的杠杆。当手拿物体抬起或放下时，找到相应的杠杆，以及支点、动力、阻力。抬头抬头踮足踮足有关力臂的问题再思考：2.杠杆是否都是直的？杠杆是否都是直的？力臂是到距离。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？力臂是一定在杠杆上吗？3.若一个力作用在杠杆上，作用点不变，但作用若一个力作用在

6、杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？方向改变，力臂是否改变？答：不是答：不是答：杠杆可以是直的，也答：杠杆可以是直的，也可以是弯的可以是弯的答：要改变答：要改变想想想想一一一一想想想想?支点支点力的作用线的力的作用线的4.4.动力和阻力可以在支点动力和阻力可以在支点两侧两侧，也可在支点，也可在支点同侧吗？同侧吗？5.5.当力作用在支点时力臂为当力作用在支点时力臂为 。第第4 4节节 认识简单机械认识简单机械(2)(2)F F1 1F F2 2oL L1 1L L2 2杠杆杠杆平衡平衡螺母螺母 杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用?作用作用:调节杠杆自调节杠杆自身的平衡身的平衡

7、研究杠杆平衡时，下列哪一种方案好？研究杠杆平衡时，下列哪一种方案好？F1F2OL1L2F1F2OL1L2可直接在杠杆读出力臂的大小F1F2OL1L2实验实验次数次数动力动力F1/N动力臂动力臂l1/m阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/m123实验数据表格设计实验数据表格设计F1 L1F2 L2?杠杆两边受到的力杠杆两边受到的力=钩码受到的重力钩码受到的重力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/cm123实验数据表格设计232231.5412342提问提问:你的实验结论与你的假设一致吗你的实验结论与你的假设一致吗?你的结论是什么你的结论是什么?杠

8、杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2动力动力臂阻力阻力臂动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。F1L1F2L2影响杠杆平衡因素：影响杠杆平衡因素：不是力，不是力臂，而是两者乘积不是力，不是力臂，而是两者乘积1.1.什么是杠杆的平衡？什么是杠杆的平衡？当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，当杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，我们说杠杆平衡了。我们说杠杆平衡了。2.2.杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用?3.3.为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢为什么要求杠杆静止时，在水平

9、位置呢?作用作用:使杠杆在水平位置平衡使杠杆在水平位置平衡为了直接读取力臂的大小。为了直接读取力臂的大小。.杠杆的平衡条件是什么？杠杆的平衡条件是什么？杠杆的平衡条件是什么？杠杆的平衡条件是什么？F1l1=F2l210N10N20N20N10N10N15N15N10N10N20N20N20N20N10N10N判断下列图中的杠杆是否平衡？判断下列图中的杠杆是否平衡？A AB BC CD DF3F2 F4F1O OGGA A 在在A A点加上一个力，要使此力点加上一个力，要使此力最小，此力方向？最小，此力方向？F1=Gl1在球上施加最小的力使球对地面压力刚好为零，作该力的方向？红颜色的箭头表示最小

10、力的方向GB AFO如图所示，用轻质杠杆如图所示，用轻质杠杆把重物匀速提升的过程把重物匀速提升的过程中，力中，力F F方向始终跟杠杆方向始终跟杠杆垂直，那么力垂直，那么力F F的大小（的大小（）A.A.逐渐变小逐渐变小 B.B.逐渐变大逐渐变大C.C.保持不变保持不变 D.D.先变大后变小先变大后变小GA变式练习：作业本A35页第11题1.1.在在“研究杠杆平衡条件研究杠杆平衡条件”实验实验中（中（1 1）实验实验前出前出现图现图甲所示情况，甲所示情况，为为了使杠杆在水平位置平衡，了使杠杆在水平位置平衡，应应将杠杆左端的螺母向将杠杆左端的螺母向调调（填（填“左左”或或“右右”）（2）实验过程中

11、出现图乙所示情况，为了使杠）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向（填（填“左左”或或“右右”）移动）移动格（格（3）图乙中）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将个相同的钩码，这时杠杆将 （填（填“保保持水平持水平”、“顺时针转动顺时针转动”或或“逆时针转动逆时针转动”）右右右右2 2顺时针转动顺时针转动2.用铁锤拔钉的情景如图用铁锤拔钉的情景如图3-37所示，由图中所提所示，由图中所提供的数据，求出钉子对铁锤的阻力。供的数据，求出钉子对铁

12、锤的阻力。已知：已知：F F1 150N L50N L1 120cm L20cm L2 22cm 2cm 求：求：F F2 2？解：根据杠杆的平衡条件：解：根据杠杆的平衡条件：F F1 1L L1 1F F2 2L L2 2 F F2 2 F F1 1L L1 1/L L2 2 =(50N X 20cm)=(50N X 20cm)/2cm2cm =500N500N答：答：钉子对铁锤的阻力为钉子对铁锤的阻力为500N500N.书本第99页第4题3.3.一根轻质扁担长一根轻质扁担长1.8m1.8m，前后两端分别挂上前后两端分别挂上重重600N600N和和200N200N的货物，问：人肩应挑在离前端

13、多远处才的货物，问：人肩应挑在离前端多远处才能使扁担平衡？能使扁担平衡？分析：人肩挑处是分析：人肩挑处是扁担的支点扁担的支点O，前前后两货物的重分别后两货物的重分别为动力和阻力，要为动力和阻力，要求的肩处离前端的求的肩处离前端的距离是动力臂距离是动力臂。F1=G1600NF2=G2200NOL1L2L=1.8m4如图所示如图所示,某同学在做俯卧撑运动。可将他视为某同学在做俯卧撑运动。可将他视为一个杠杆。他的重心在一个杠杆。他的重心在A点点,重力为重力为500牛牛,那么他那么他将身体撑起，地面对双手的支持力至少将身体撑起，地面对双手的支持力至少 。若他在若他在1分钟内做了分钟内做了30个俯卧撑，

14、每次肩部上升的个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为距离均为0.4米，则他的功率至少为瓦。米，则他的功率至少为瓦。300牛牛60变式练习：书本第99页第3题第第4 4节节 简简单机械单机械(3)(3)观察图中所示的杠杆，比较它们的动力臂观察图中所示的杠杆，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，你能得出什的大小，你能得出什么结论？么结论？省力杠杆省力杠杆F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2 L L1 1LL2 2 F F1 1FF2 2O费力杠杆费力杠杆OF F1 1F F2 2 L L1 1LFF2 2L L2 2L L1 1F F1 1F F2

15、2L L1 1L L2 2等臂杠杆等臂杠杆 L L1 1=L=L2 2 F F1 1=F=F2 2OF1F2L1L2费力杠杆费力杠杆 L L1 1LFF2 2讨论：讨论：既然是费力杠杆，为什么还要使用呢？既然是费力杠杆，为什么还要使用呢？省省距距离离思考与讨论：思考与讨论：你还能举出一些生活和生产中省力、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，费力和等臂杠杆的实例吗？如图所示，赛艇上的浆属于哪类杠杆？赛艇上的浆属于哪类杠杆？给下列杠杆分类：给下列杠杆分类：F2F1L1OL2F1L1OL2F1F2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用应用省

16、力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆等臂杠杆等臂杠杆L1L2F1F2(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不省距离既不省力也不省距离L1F2(动力动力阻力阻力)L1=L2F1=F2(动力动力=阻力阻力)下列工具中用到了几条杠杆，分别是什么类下列工具中用到了几条杠杆，分别是什么类型的杠杆？型的杠杆？F1F2OOF2F1省力杠杆能不能省功？动力省力杠杆能不能省功？动力在做功过程中消耗的能量在做功过程中消耗的能量转化成了什么形式的能？转化成了什么形式的能？省力杠杆要费距离，所以不省力杠杆要费距离，所以不能省功。能省功。动力做功时，消耗的化学能动力做功时，消耗的化学能转化为机械能转化为机械能(和内能和内能)。杠杆使用过程中的能量转化杠杆使用过程中的能量转化1.在下图中是杠杆原理的应用，其中省距离的是在下图中是杠杆原理的应用，其中省距离的是_，费距离的是，费距离的是_，可以省力的是，可以省力的是_。ABCD2.右图为人的上肢图解，此时手托着质量为右图为人的上肢图解，此时手托着质量为1千克的物体千克的物体,则肱二头肌收缩时所承受的力为则肱二头肌收缩时所承受的力为（）A.小于小于9.8牛顿牛顿 B.大于大于9.8牛顿牛顿C.等于等于9.8牛顿牛顿 D.等于等于1千克千克 B