沪科版初二物理研究杠杆平衡条.ppt

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1、 第九章第九章 机械与人机械与人这些能给我们提供方便的工这些能给我们提供方便的工具都称为机械具都称为机械 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杠杆杠杆动滑滑轮定滑定滑轮滑滑轮组斜面斜面简简单单机机械械思考思考:假如有一大石头挡道。我们用手搬不假如有一大石头挡道。我们用手搬不动，手边只有一根木棒，你们有没有办法将它动，手边只有一根木棒，你们有没有办法将它搬走呢？搬走呢？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

2、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，另一个阻碍它转动）定义：定义：一根硬棒在力的作用下如果一根硬棒在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做做杠杆杠杆F F2 2阻力阻力o支点支点支支支支 点点点点(o o)：杠杆绕着转动的点杠杆绕着转动的点杠杆绕着转动的点杠杆绕着转动的点动动动动 力力力力(F F F F1 1 1 1)：促使杠杆转动的力促使杠杆转动的力促使杠杆转动的力促使杠杆转动的力阻阻阻阻 力力力力(F F F F2 2 2 2)：阻碍杠杆转动

3、的力阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力动力动力F F1 1杠杆的五个要素：杠杆的五个要素：oF F1 1F F2 2动力臂动力臂动力臂动力臂(L L L L1 1 1 1)：从支点到从支点到从支点到从支点到动力作用线动力作用线动力作用线动力作用线的的的的垂直垂直垂直垂直距离距离距离距离阻力臂阻力臂阻力臂阻力臂(L L L L2 2 2 2)：从支点到从支点到从支点到从支点到阻力作用线阻力作用线阻力作用线阻力作用线的的的的垂直垂直垂直垂直距离距离距离距离力臂：支点到力的作用线的垂直距离(力的作用线力的作用线力的作用线力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线：过力的作用点，沿力的方

4、向的直线：过力的作用点，沿力的方向的直线：过力的作用点，沿力的方向的直线)L2L1 FO支支点点 F1动力动力F2阻力阻力动动力力作作用用线线l 1阻阻力力作作用用线线l 2L2L1BF2OF1AF2BOAF1画出图中各力的画出图中各力的力臂力臂（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作力臂的步骤：作力臂的步骤：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？2、何时力臂能与直杠杆重合？何时力臂能与直杠杆重合？不一定不一定力的

5、作用线与直杠杆垂直时力的作用线与直杠杆垂直时L L2 2L L1 1L L2 2L L1 1L L2 2L L1 1L L2 2L L1 1F2oF F1 1F F2 2L1L2.L L2 2L L1 1L L2 2L L1 1 F1 F2 L L1 1L L2 2 F F2 2 F F1 1oOL L1 1L L2 2L L1 1L L2 2L L2 2L L1 1自行车的刹车手柄示意图，请画出动力和阻力的力臂。自行车的刹车手柄示意图，请画出动力和阻力的力臂。F1 F2L L2 2L L1 1杠杆杠杆OA在力在力F1、F2的作用下处于静止状态，的作用下处于静止状态，L2是是F2的力臂，画出的

6、力臂，画出F1的力臂的力臂L1和力和力F2L2F F2 2L L1 1F1F2L1L2O画出各力和力臂画出各力和力臂杠杆的平衡杠杆的平衡什么是杠杆的平衡？什么是杠杆的平衡？当杠杆在动力和阻力的作用下，保持当杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状静止状态态或或匀速转动状态匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。，我们就说杠杆处于平衡。实验探究：杠杆的平衡条件实验探究：杠杆的平衡条件1.提出问题提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？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

7、：F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L2假设五假设五：F F1 1F F2 2oL L1 1L L2 2杠杆杠杆平衡平衡螺母螺母杠杆在什么条件下平衡？杠杆在什么条件下平衡？思考与讨论 杠杆两端的两只可调节的螺母，能起杠杆两端的两只可调节的螺母，能起 什么作用什么作用?调节杠杆自身的平衡调节杠杆自身的平衡 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，在水平位置呢?因为这样力臂的数值在杠杆上就能直因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出。接读出或量出。杠杆调平的方法是什么？杠杆调平的方法是什么？“左高左调、右高右调”实验实验次数次数动力

8、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数据表格设计F1 L1F2 L2实验演示实验演示杠杆的平衡条件是杠杆的平衡条件是F F1 1 L L1 1=F=F2 2 L L2 2F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2=如右图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上如右图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A点点.请作出拔钉子时所用最小动力请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图的示意图.(注意：请在图上保留为确保作图准确所画的辅助线注意：请在图上保留为确保作图准确所画的辅助线)L L1 1F要使所用动力最小，应使动力臂最大。即OA为动力臂有一根杠杆，

9、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：它的阻力臂为多少？，求：它的阻力臂为多少？已知：已知：F11000N F23000N L11.5m求：求：L2？解：根据杠杆的平衡条件：解：根据杠杆的平衡条件：F1L1F2L2L2F 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.F1F2L2L1省力杠杆省力杠杆 如果如果则则杠杆的类型杠杆的类型 h1省力杠杆：省力杠杆：OOh1 h2省力费距离省力费距离h2利用杠杆是否一定能省力？利用杠杆是否一定能省力？这时杠杆是费力杠杆这时杠杆是费力杠杆设动力为F1 1，阻力为F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？杠杆的分类分分类类结结构特点构特点使用特点使用特点实实例例省力杠杆省力杠杆费费力杠杆力杠杆等臂杠杆等臂杠杆l 1 l 2l 1 l 2l 1 l 2省力，但费省力，但费距离距离费力，但省费力，但省距离距离小推车、小推车、起钉锤起钉锤钓鱼竿钓鱼竿跷跷板、跷跷板、天平天平既不省力，既不省力，也不省距离也不省距离它们是什么杠杆？它们是什么杠杆？