資源簡介

(共26張PPT)
第六章 力和機械
第5節 杠桿
人類很早以前就學會使用杠桿了。麗輝煌的咸陽宮曾蔚然矗立于八百里秦川。司馬遷在《史記》中有關于這座宮殿的描述。下圖就是我們的祖先在建造宮殿時的情景。你能講出其中的道理嗎？
新知導入
1.認識杠桿，了解關于杠桿的五要素。
2.通過實驗，探究杠桿的平衡條件。
3.知道杠桿的分類及作用。
學習目標
1.杠桿的定義：
物理學中，把在力的作用下能繞某一固定點轉動的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠桿。
生活中還有哪些例子用到了杠桿呢？
知識點一：杠桿
新知學習
O(支點)
F1(動力)
F2(阻力)
l2(阻力臂)
l1(動力臂)
杠桿繞著轉動的固定點
支點到動力作用線
的垂直距離
支點到阻力作用線的垂直距離
使杠桿轉動的力
阻礙杠桿轉動的力
動力作用線
阻力作用線
2.杠桿五要素
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垂直距離。
阻力臂(l2)：從支點到阻力作用線的垂直距離。
(力的作用線：過力的作用點，沿力的方向的直線)
杠桿五要素
動力F1
阻力F2
O
動力臂
阻力臂
（1）確定支點。
（2）確定動力作用線以及阻力作用線。
（3）由支點向力的作用線作垂線，支點到垂足的距離即為力臂。
3．力臂的畫法
練一練：畫出圖中杠桿各力的力臂。
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
杠桿的平衡條件：
杠桿在動力和阻力作用下靜止時，我們就說杠桿平衡。
【猜想】杠桿在滿足什么條件下會保持平衡？
探究杠桿平衡的條件
【實驗器材】
帶有刻度的杠桿、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺。
知識點二：探究杠桿的平衡條件
【實驗過程】
1.調節平衡螺母，使杠桿水平平衡。
思考：為什么要調節在水平位置平衡？
保證力臂沿杠桿，便于測量力臂
2.杠桿兩端掛上不同數量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中。
3.改變阻力和阻力臂的大小，相應調節動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。
4.在杠桿的一側掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。
次數 動力F1 （鉤碼）/個 阻力F2 （鉤碼）/個 動力臂l1/格 阻力臂l2/格
1
2
3
4
3
4
4
3
6
4
2
3
4
2
2
4
2
2
2
2
【實驗數據記錄】
杠桿的平衡條件：
動力×動力臂＝阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
例題
假如圖中大人所受的重力大小為 750 N，小朋友所受的重力大小為250 N。當大人坐在離蹺蹺板的轉軸0.5 m 處時，小朋友應該坐在哪里才能使蹺蹺板水平平衡？
根據杠桿平衡的條件F1l1＝F2l2 ，得
解：
l1
=
F2l2
F1
=
750N×0.5 m
250N
=1.5m
答：小朋友應該坐在離蹺蹺板的轉軸1.5 m處。
F1
O
l1
l2
F2
F2
O
F1
l2
F2
F1
l2
l1
O
l1
仔細觀察這些杠桿的動力臂和阻力臂有什么不同？
動力臂、阻力臂的長短不同
知識點三：杠桿的分類及應用
特點：動力臂大于阻力臂，省力費距離。
動力臂大于阻力臂的杠桿是省力杠桿。
l1 ＞ l 2 F1＜F2
1.省力杠桿
省力杠桿的實例分析
F1
F2
o
o
F2
F1
剪刀相當于兩個杠桿組合在一起。
l2
l1
特點：費力但省距離。
l1 ＜ l2 F1＞F2
動力臂小于阻力臂的杠桿是省力杠桿。
2.費力杠桿
o
F1
F2
F2
l1
l2
l2
l1
筷子相當于兩個杠桿組合在一起
人的右手與釣魚竿接觸處為支點
o
F1
費力杠桿的實例分析
l1= l2 F1 =F2
動力臂等于阻力臂的杠桿是等臂杠桿。
3.等臂杠桿
o
F1
F2
特點：既不省力也不費力。
4. 人體中的杠桿
F1
F2
O
抬頭
杠桿的支點在脊柱頂端。
杠桿
杠桿
在力的作用下能繞某一固定點轉動的硬棒（直棒或曲棒）
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
杠桿的分類
省力杠桿
l1 ＞l2 ，F1＜ F2
費力杠桿
l1 ＜l2 ，F1＞ F2
等臂杠桿
l1 =l2 ， F1= F2
課堂小結
1.如圖所示，OB是以O點為支點的杠桿，F是作用在杠桿B端的力。圖中線段AB與力F的作用線在一條直線上，且OA⊥AB、AC⊥OB。線段______表示力F的力臂。（選填“OA”或“AC”）
OA
課堂練習
l
G
2.作圖，圖中力 F 作用在杠桿的 A 端，畫出它的力臂和石塊所受重力的示意圖。
3.現有若干個規格相同的鉤碼，如圖所示，為了使杠桿在水平位置平衡，應在杠桿的A點掛（　　）個鉤碼。
A．1
B．2
C．3
D．4
C
4.如圖所示的杠桿，在水平位置上處于平衡狀態，不計杠桿自重，物體M重80 N，lOA = 0.8 m，lOB = 0.4 m，求：物體N受到的重力。
答：物體N受到的重力為160 N。
O
B
A
M
N
根據杠桿平衡條件可得：GM×lOA = GN×lOB
代入數據可得：GN = 160 N
解：杠桿受到的拉力大小等于物體受到的重力。

展開更多......

收起↑