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(共40張PPT)
第4節 簡單機械
第1課時 杠桿
能指出杠桿的支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂。
學習目標
會繪制杠桿的動力臂和阻力臂圖示。
理解杠桿平衡原理，并能應用杠桿的平衡條件解決簡單的問題；會識別生活中常見的省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿。
情境導入
比一比：女生用核桃鉗夾核桃，男生用手捏核桃，看誰先把核桃壓碎。
核桃鉗就屬于簡單機械——杠桿，今天我們就來學習杠桿的知識。
一、杠桿
1.認識杠桿
我們每天都在使用機械，有簡單的機械，也有復雜的機械。
簡單機械
較復雜的機械
這些能給我們提供方便的工具都稱為機械。
任何復雜的機械都是由一些簡單機械組合而成的。
杠桿就是一種非常簡單的機械。
嘗試使用下圖各種工具，體驗在使用過程中有什么共同特征。
（1）都有一根硬棒。（軟的不行，直的彎的都
可以）
（2）工作過程中都在轉動。
（4）工作（轉動）時都要受到兩個力的作用。
（一個能使它轉動，另一個阻礙它轉動）
（3）轉動過程中有一點是不動的。
共同特征：(結構、工作過程）
杠桿：在力的作用下，能夠繞著固定點轉動的硬棒
叫做杠桿。
F1
F2
O
支點
動力
阻力
動力臂
阻力臂
L1
L2
支點：使杠桿繞著轉動的固定點（O）
杠桿五要素
動力：使杠桿轉動的力（F1）
阻力：阻礙杠桿轉動的力（F2）
動力臂：從支點到動力作用線的（垂直）距離（L1）
阻力臂：從支點到阻力作用線的（垂直）距離（L2）
（1）找支點
（2）畫作用線：沿力的作用方向將動力、阻力的作用線畫出來。(根據情況)
（3）作垂線：過支點作動力、阻力作用線的垂線段并標注。
畫力臂三步曲
L2
L1
畫出下列杠桿的力臂
F2
O
F1
F2
L2
L1
人體的杠桿系統，都有四個基本組成部分：
骨—— 一根硬棒；
肌肉收縮——動力的來源；
兩根骨之間可以活動的關節——支點；
移動肢體或物體——阻力的來源。
2.人體上的杠桿
尋找手臂上的杠桿
當手拿物體抬起時找出相應的杠桿，以及支點、動力、阻力。
當手拿物體放下時，找
出相應的杠桿，以及支
點、動力、阻力。
O
F1
F2
O
F2
F1
將頭部抬起
踮起腳跟
二、研究杠桿的平衡
什么是杠桿的平衡？
杠桿在動力和阻力的作用下，保持靜止狀態或勻速轉動狀態，我們就說杠桿處于平衡。
杠桿的平衡與動力的大小、阻力的大小、動力臂的大小、阻力臂的大小有關。
根據所給的器材設計實驗方案
提示：1.實驗中需要測出哪些物理量？如何測量？
2.應該測量幾組數據？
3.實驗步驟如何設計？
杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關系？
·
F1
F2
O
L1
L2
·
F1
F2
O
L1
L2
使杠桿在水平位
置平衡，便于讀
出力臂
實驗前杠桿未在水平位置平衡怎么辦？
左端低：平衡螺母右移
右端低：平衡螺母左移
實驗中杠桿未在水平位置平衡可否再調節螺母？
1、將杠桿中央支在支架上，調節螺母，使杠桿在水平位置平衡。
2、在杠桿兩端分別掛上不同數量的鉤碼，并左右移動鉤碼的位置，直到杠桿再次在水平位置處于平衡狀態。
3、記錄力和力臂，填入表格。
4、多次實驗。
5、分析數據，得出結論。
實驗步驟
實驗次數 動力F1/N 動力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1
2
3
實驗數據記錄在表格中并要多次測量
杠桿的平衡條件：
F1·L1=F2·L2
動力與動力臂的乘積
阻力與阻力臂的乘積
1.把杠桿左邊改用彈簧測力計豎直拉使其水平平衡，能否得出以上結論（圖甲）？
想一想
甲
2.保持阻力F2及左右兩邊距離不變，用測力計斜拉杠桿仍使其水平平衡（圖乙），你有什么發現？你認為發生這種現象的原因是什么
乙
（F1變大了）
甲
乙
O
l
l1
O
l1
思考與討論
如何使杠桿最省力？
提示：比較F沿不同方向時力臂的大小。
沿F2方向用力時動力臂最大，所以F2最小。
A
O
B
如圖所示，用撬棒向下撬石頭，手握在撬棒的末端B端，其中AO＝0.1米，OB＝1米，若石頭對A的壓力為500牛，求在B端至少要用多大的力才能撬起石頭。
試著自己求一求？
50N
使用杠桿可以省力還是費力
三、杠桿的應用
三類杠桿：
若l1＞l2，則F1 F2
若l1= l2，則F1 F2
若l1＜l2，則F1 F2
＞
＝
＜
省力杠桿
等臂杠桿
費力杠桿
小結：
判斷杠桿的類型，實際就是比較動力臂和阻力臂的大小。
請對下列器具應用的杠桿進行分類
等臂杠桿
費力杠桿
費力杠桿
省力杠桿
費力杠桿
生活中的剪刀
什么情況下，人們會選用費力杠桿？使用費力杠桿有什么好處？
當阻力比較小時，人們會選用費力杠桿。使用費力杠桿會省距離，很方便。
課堂小結
支點（O）
動力(F1)
阻力（F2）
動力臂（l1）
阻力臂（l2）
杠桿
杠桿五要素
杠桿的畫法
平衡條件： F1 ·l1=F2 ·l2
杠桿的應用
及時鞏固
1．下列關于杠桿的一些說法中，正確的是(　　)
A．杠桿必須是一根直棒
B．杠桿一定要有支點
C．動力臂就是支點到動力作用點的距離
D．當力的作用線通過支點時，力臂最大
B
2．如圖所示，把物體A、B分別放在杠桿兩端，杠桿左端下沉。則使杠桿轉動的力是(　　)
A．物體A的重力 B．杠桿對物體B的支持力
C．物體B的重力 D．物體A對杠桿的壓力
D
3．杠桿的平衡條件是(　　)
A．動力臂＝阻力臂
B．動力＝阻力
C．動力×動力臂＝阻力×阻力臂
D．以上均不對
C
4.一根輕質杠桿，在左右兩端分別掛200牛和
300牛的重物時，杠桿恰好平衡。若將兩邊物重
同時減少50牛，則杠桿?。?　）
A．左端下沉　 B．右端下沉　
C．仍然平衡　 D．無法確定
B
5．如圖所示器具中，屬于省力杠桿的是(　　)
C
A.掃帚
B.筷子
C.獨輪車
D.釣魚竿
通過上網、查閱資料等方式可以詳細研究人體上的杠桿的原理，大家可以把自己搜集到的知識交流一下，感受科學世界的奧妙。
課下作業

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