資源簡介

(共38張PPT)
探究：杠桿的平衡條件
第十一章 簡單機械
第一節
鍘紙刀
開瓶器
生活工具
觀察與思考
樹枝剪
抽水機
這些工具在使用時，有什么共同特點？
它們工作時，能繞一個固定點轉動。
學習目標
通過實驗，探究杠桿的平衡條件。(重點）
02
認識杠桿，能分清杠桿的五要素。（重點）
01
知道省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿的特點。（重點）
03
知道杠桿在生活中的應用。
04
第1課時 認識杠桿和
杠桿的平衡條件
1.定義：
在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒就稱為杠桿。
認識杠桿
生活中將杠桿靈活組合的應用
核桃夾
指甲剪
衣服夾
鑷子
筷子
認識杠桿
鉗子
2.杠桿五要素：
F2阻力
l1動力臂
l2阻力臂
(動力作用線)
(阻力作用線)
O支點
杠桿繞著轉動的固定點
使杠桿轉動的力
阻礙杠桿轉動的力
支點到動力作用線的距離
支點到阻力作用線的距離
F1動力
認識杠桿
支 點(O)：杠桿繞著轉動的點。
動 力(F1)：促使杠桿轉動的力。
阻 力(F2)：阻礙杠桿轉動的力。
動力臂(l1)：從支點到動力作用線的距離。
阻力臂(l2)：從支點到阻力作用線的距離。
(力的作用線：過力的作用點，沿力的方向的直線)
這些概念很重要
F1
F2
l1
o
l2
認識杠桿
l2
l1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
3.作力臂的方法
找出支點的位置
從支點作動力、阻
力作用線的垂線
確定動力、阻力作
用線
標垂足，定力臂
認識杠桿
試一試：畫出圖中杠桿各力的力臂
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
認識杠桿
杠桿平衡：杠桿在動力和阻力作用下靜止或勻速轉動時，我們就說此時杠桿處于平衡狀態。
問題：杠桿在滿足什么條件時才會平衡？
實驗：探究杠桿的平衡條件
實驗探究：杠桿的平衡條件
提出問題：杠桿在滿足什么條件時才會平衡？
1.猜想與假設：
假設一： F1＋l1=F2+l2
假設二： F1－l1=F2+l2
假設三： F1/l1=F2/l2
假設四： F1 · l1=F2 · l2
2.設計方案:
把蹺蹺板進行“簡化”
F1
F2
O
l1
l2
實驗：探究杠桿的平衡條件
①改變兩邊鉤碼的位置和個數，使木尺處于水平靜止狀態。
3.進行實驗
實驗：探究杠桿的平衡條件
②把杠桿左邊改用彈簧測力計豎直拉使其水平平衡
3.進行實驗
實驗：探究杠桿的平衡條件
F1 l1=F2 l2
F1
l1
F2
l2
＝
意義：動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。
4.實驗結論：
杠桿平衡的條件為：
動力×動力臂＝阻力×阻力臂
即：
實驗：探究杠桿的平衡條件
O
l1=9m
l2=6cm
F1=200N
F2
由F1l1＝F2l2 得：
解：
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×9m
0.06m
= 3×104 N
m
=
F2
g
=
10N/kg
3×104N
= 3×103kg = 3 t
例
動物園內，一位物理老師利用一個小小的彈簧測力計，就測出了一頭大象的質量。測量時用一根長度為12m的槽鋼作為杠桿。如圖所示，吊鉤固定于槽鋼的中點O。當槽鋼水平靜止時，彈簧測力計的示數F1為200N。測得l1為9m，l2為6cm。若不計鐵籠的質量請估算大象的質量。g 取10N/kg。
第2課時 杠桿平衡條件的應用
杠桿的應用
活動：請每個小組4名同學每人畫一個圖，標出圖中杠桿的支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂。
杠桿的應用
F1
F2
l1
l2
O
F1
F2
l1
l2
O
你認為圖中的杠桿可以分成幾類？每一類杠桿分別有什么特點？
杠桿的應用
O
l2
l1
F1
F2
O
F1
F2
l1
l2
你認為圖中的杠桿可以分成幾類？每一類杠桿分別有什么特點？
杠桿的應用
F1
F2
動力臂L1
阻力臂L2
O
由 F1L1=F2L2
∵L1 〉L2
∴F1〈 F2
這是省力杠桿
省力杠桿
杠桿的應用
1.省力杠桿：動力臂大于阻力臂，動力小于阻力。
在生活中，你還發現了哪些工具是省力杠桿？
我們在使用省力杠桿時，得到了省力的利益，同時我們又付出了怎樣的代價呢？
杠桿的應用
請注意觀察，賽艇的船漿在劃水時，它的動力臂和阻力臂，哪個更長呢？我們在使用時，是省力了？還是費力了呢？
　 使用費力的杠桿，有什么好處呢？
杠桿的應用
F2
F1
動力臂L1
阻力臂L2
O
由 F1L1=F2L2
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
這是費力杠桿
費力杠桿
杠桿的應用
2.費力杠桿：動力臂小于阻力臂，動力大于阻力。
在生活中，你還發現了哪些工具是費力杠桿？
使用費力杠桿，雖然費了力，但卻省了動力作用點移動的距離。
杠桿的應用
3.等臂杠桿：動力臂等于阻力臂，動力等于阻力。
物理實驗室中，我們使用的天平就是等臂杠桿。
托盤天平
物理天平
杠桿的應用
人體的杠桿
練一練
下列工具在正常使用中，屬于費力杠桿的是（ ）
A．啟瓶器
B．切紙鍘刀
C．食品夾
D．羊角錘
C
杠桿的應用
【思考】
給我一個支點和一根足夠長的硬棒，我就能撬動地球。
——阿基米德
你認為阿基米德的愿望能實現嗎？
探究：杠桿的平衡條件
杠桿
在力的作用下能繞固定點轉動的硬棒
支 點(O)
動 力(F1)
阻 力(F2)
動力臂(l1)
阻力臂(l2)
杠桿的五要素
杠桿的平衡條件
F1l1=F2l2
課堂小結
杠桿的類別與應用
省力杠桿
l1 ＞l2 ，F1＜ F2
費力杠桿
l1 ＜l2 ，F1＞ F2
等臂杠桿
l1 = l2 ， F1= F2
1.如圖所示的杠桿中，動力的力臂用 l 表示，圖中所畫力臂正確的是（ ）
o
l
o
l
o
l
o
l
F
F
F
F
G
G
G
G
A
B
C
D
D
課堂練習
2.下列關于杠桿的一些說法中，不正確的是( )
A.杠桿必須是一根硬棒
B.力臂一定在杠桿上
C.動力臂就是支點到動力作用線的距離
D.當力的作用線通過支點時，力臂為0
B
課堂練習
3.如圖所示，杠桿掛上鉤碼后剛好平衡，每個鉤碼的質量相
同，在下列情況中，杠桿還能保持平衡的是（ ）
A.左右鉤碼各向支點移一格
B.左右各減少一個鉤碼
C.左右各減少一半鉤碼
D.左右各增加兩個鉤碼
C
課堂練習
4.如圖中的男孩重500N，女孩重350N，當男孩離蹺蹺板的轉軸70cm時，女孩應該坐在哪里才能使蹺蹺板在水平位置上平衡？
解：已知：F1=500N，l1=70cm，F2=350N。
由F1l1=F2l2得:
l2= = 100cm。
課堂練習
課堂練習
5.兩小孩坐在蹺蹺板上恰好水平平衡，此時（ ）
A.兩小孩的重力一定相等
B.兩小孩到支點的距離一定相等
C.兩小孩的力臂一定相等
D.小孩的重力與各自到支點的距離的乘積相等
D
課堂練習
6.下列關于杠桿的說法中，正確的是（ ）
A.支點總位于動力作用點與阻力作用點之間
B.動力臂越長，總是越省力
C.動力臂與阻力臂的比值越大，就越省力
D.動力作用方向總是與阻力作用方向相反
C
課堂練習
7.在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數量的鉤碼（每個質量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則：
·
l1
l2
（1）左右力臂 l1:l2=_____。
1:2
課堂練習
（2）在兩邊鉤碼下同時加掛一個同樣的鉤碼，杠桿____（選填“能”或“不能”）平衡？ ____邊下降
不能
右
·
l1
l2

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