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(共30張PPT)
第六章 力和機(jī)械
6.5 杠桿
1.認(rèn)識(shí)杠桿，并能準(zhǔn)確找出支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究杠桿的平衡條件。
3.利用 F1l1=F2l2 進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
4.知道省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿的特點(diǎn)；知道杠桿在生活中的應(yīng)用。
如圖所示，大人和小朋友分別坐在蹺蹺板的兩端，怎樣才能使蹺蹺板保持水平呢？
怎樣才能使蹺蹺板保持水平
知識(shí)點(diǎn)一：認(rèn)識(shí)杠桿
這些工具在使用時(shí)，有什么共同特點(diǎn)？
1. 受力的作用
2. 繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)
3. 比較堅(jiān)硬
共同特征
抽水機(jī)
剪刀
天平
1.定義：把在力的作用下能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠桿。
注意:
（1）“硬棒” 是指在力的作用不發(fā)生形變。
（2）杠桿可以是直的，也可以是彎曲的。
O
l1
2.杠桿五要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂
（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用O表示。
（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F1表示。
（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F2表示。
（4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用l1表示。
（5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用l2表示。
l2
F1
F2
3. 力臂的畫法
l2
l1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
1. 找出支點(diǎn)的位置
3. 從支點(diǎn)作動(dòng)力、阻力作用線的垂線
2. 確定動(dòng)力、阻力作用線
4. 標(biāo)垂足，動(dòng)力臂
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
在杠桿的使用中，杠桿的平衡狀態(tài)是一種非常重要的狀態(tài)。杠桿在滿足什么條件時(shí)，才會(huì)平衡呢？
畫出圖中杠桿各力的力臂
知識(shí)點(diǎn)二：探究杠桿的平衡條件
杠桿的平衡條件：
杠桿在動(dòng)力和阻力作用下處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，叫做杠桿平衡。
如何使桿秤保持平衡？
通過(guò)改變力臂的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)杠桿平衡。
思考
杠桿在動(dòng)力和阻力作用下處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，叫做杠桿平衡。
如何使桿秤保持平衡？
通過(guò)改變力的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)杠桿平衡。
思考
杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？
探究杠桿的平衡條件
必做實(shí)驗(yàn)
如圖所示，將杠桿放在水平桌面上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿處于水平平衡狀態(tài)。接著在杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)整鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡。設(shè)左側(cè)鉤碼對(duì)杠桿施加的力為動(dòng)力 F1，右側(cè)鉤碼對(duì)杠桿施加的力為阻力 F2 ；杠桿平衡時(shí)的動(dòng)力臂為 L1，阻力臂為 L2。
L1
L2
F1
F2
多次改變杠桿兩端鉤碼的數(shù)量和掛鉤碼的位置，使杠桿處于水平平衡狀態(tài)，將各次實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)填入表中。
次數(shù) 動(dòng)力F1/N 動(dòng)力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
…
杠桿平衡時(shí)：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂
計(jì)算公式：
注意：
（1）應(yīng)用公式計(jì)算時(shí)，單位要統(tǒng)一，即動(dòng)力和阻力的單位要用牛（N），動(dòng)力臂和阻力臂的單位要相同。
（2）杠桿是否平衡，取決于力和力臂的乘積；乘積相等就平衡；否則沿著乘積大的那端轉(zhuǎn)動(dòng)。
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(dāng)大人坐在離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸0.5 m 處時(shí)，小朋友應(yīng)該坐在哪里才能使蹺蹺板水平平衡？
解：根據(jù)杠桿的平衡條件 F1L1 = F2L2，得
L1= ==1.5m
答：小朋友應(yīng)該坐在離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸1.5 m 處。
知識(shí)點(diǎn)三：杠桿的應(yīng)用
早在3000多年前，我國(guó)勞動(dòng)人民就已經(jīng)應(yīng)用杠桿進(jìn)行勞作，例如搗谷的舂和汲水的桔槔。
舂
桔槔
認(rèn)識(shí)生活中的杠桿
活動(dòng)
生活中有許多不同形式的杠桿。請(qǐng)畫出圖中各力的力臂。
你認(rèn)為圖中的杠桿可以分成幾類？每一類杠桿分別有什么特點(diǎn)？
F1
O
l1
l2
F2
F2
O
F1
l2
F2
F1
l2
l1
O
1. 省力杠桿
F1
F2
動(dòng)力臂l1
阻力臂l2
O
由 F1l1=F2l2
∵l1 ＞ l2
∴F1＜ F2
這是省力杠桿
動(dòng)力臂大于阻力臂，
動(dòng)力小于阻力。
使用省力杠桿，雖然省了力，但卻費(fèi)了動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離。
2. 費(fèi)力杠桿
F2
F1
動(dòng)力臂l1
阻力臂l2
O
由 F1l1=F2l2
∵l1 ＜ l2
∴F1 ＞ F2
這是費(fèi)力杠桿
動(dòng)力臂小于阻力臂，
動(dòng)力大于阻力。
在生活中，你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是費(fèi)力杠桿？
使用費(fèi)力杠桿，雖然費(fèi)了力，但卻省了動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離。
3. 等臂杠桿
特點(diǎn)：動(dòng)力臂等于阻力臂，動(dòng)力等于阻力。
物理實(shí)驗(yàn)室中，我們使用的天平就是等臂杠桿。
托盤天平
物理天平
如何找杠桿最小力？
【參考答案】
找杠桿“最小力”：由F1l1=F2l2知，F(xiàn)2l2一定，F(xiàn)1l1成反比。
第一步：找最大動(dòng)力臂
第二步：作最小動(dòng)力
①動(dòng)力作用點(diǎn)確定時(shí)，支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的線段；
②動(dòng)力作用點(diǎn)沒(méi)有確定時(shí)，杠桿上距離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)到支點(diǎn)的距離。
①作線：過(guò)動(dòng)力作用點(diǎn)作最大動(dòng)力臂的垂線；
②確定動(dòng)力方向：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。
思考交流
4.人體中的杠桿
F1
F2
O
抬頭
杠桿的支點(diǎn)在脊柱頂端。
機(jī)械手操作時(shí)，模仿手的動(dòng)作，同樣具有杠桿的特征
杠桿及其平衡條件
杠桿
在力的作用下，能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，叫做杠桿。
支 點(diǎn)（O）
動(dòng) 力（F1）
阻 力（F2）
動(dòng)力臂（l1）
阻力臂（l2）
杠桿的五要素
杠桿的平衡條件
F1l1=F2l2
杠桿的分類及應(yīng)用
省力杠桿
費(fèi)力杠桿
等臂杠桿
1.如圖所示，杠桿處于水平位置平衡。若將兩邊所掛的鉤碼各減去一個(gè)，杠桿將（　　）
A．仍繼續(xù)保持水平平衡
B．右端上升，左端下降
C．右端下降，左端上升
D．無(wú)法確定杠桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
C
3.如圖所示的杠桿，在水平位置上處于平衡狀態(tài)，不計(jì)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(jù)杠桿平衡條件可得：GM×lOA = GN×lOB
代入數(shù)據(jù)可得：GN = 160 N
解：杠桿受到的拉力大小等于物體受到的重力。
3.畫出羊角錘起釘時(shí)作用在 A 點(diǎn)所用的最小動(dòng)力 F。
●
O
A
∟
F

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