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(共47張PPT)
杠桿
第1節
第十二章 簡單機械
有什么能反敗為勝的辦法呢？
活動：掰手腕比賽比比看，誰的力氣大？
觀察與思考
通過實驗，探究杠桿的平衡條件及應用。（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
學習目標
這些工具在使用時有什么共同點？
一、杠桿
共同特點：
受力時幾乎不發生形變
受到力的作用
繞固定點轉動
杠桿：在力的作用下，能繞固定點轉動的硬棒，叫作杠桿。
思考：杠桿都是直的嗎？
一、杠桿
支點：杠桿可以繞其轉動的點O。
動力：使杠桿轉動的力F1。
阻力：阻礙杠桿轉動的力F2。
一、杠桿
思考：你能找出以下杠桿的支點嗎？
一、杠桿
思考：我們用桿秤稱東西的時候，一般在什么時候讀數？
杠桿的平衡狀態：當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。
一、杠桿
現在你能使桿秤保持平衡嗎？請指出此時支點、動力與阻力。
O
F1
F2
F1’
F1”
交流與討論：
1.往秤上繼續添加重物會出現什么現象？
2.如何繼續保持平衡呢？上面的實驗說明了什么？
3.此時去掉秤砣，改用測力計拉住繩子提供動力，逐漸傾斜，你觀察到了什么？
一、杠桿
O
F1
F2
F1’
F1”
力臂：從支點到力的作用線的距離，叫作力臂。
一、杠桿
動力臂：從支點到動力作用線的距離l1。
阻力臂：從支點到阻力作用線的距離l2。
一、杠桿
O
l1
F1
F2
方法總結
l2
1.找到支點的位置
3.過支點向力的作用線作垂線
2.沿著力的方向畫出力的作用線
4.加括號和標出符號
一、杠桿
思考：你能畫出下面杠桿的力臂嗎？
一、杠桿
探究杠桿的平衡條件
實驗器材：
杠桿尺(帶刻度)、鉤碼、鐵架臺等。
杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在怎樣的關系？
提出問題：
二、杠桿的平衡條件
要使杠桿在什么位置平衡？為什么？
如何得到動力和阻力？
如何改變動力和阻力？如何改變動力臂和阻力臂？
設計實驗：
二、杠桿的平衡條件
1.調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在不掛鉤碼時保持水平靜止。
2.在杠桿兩端分別掛上不同數量的鉤碼。移動鉤碼的位置，使杠桿再次在水平位置平衡。測出杠桿平衡時的動力F1、阻力F2、動力臂l1，阻力臂l2。
3.改變力和力臂的大小，再做幾次實驗。
進行實驗：
二、杠桿的平衡條件
實驗結論：
杠桿平衡時，動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2)
實驗記錄：
二、杠桿的平衡條件
實驗次數 動力F1/N 動力臂l1/m 阻力F2 /N 阻力臂l2/m
1
2
3
……
思考：在上面的實驗中，我們研究了動力和阻力位于支點兩側的情況。仔細觀察下圖所示的杠桿，它與上面實驗中研究的杠桿有什么不同？
二、杠桿的平衡條件
思考：阿基米德理論上能做到嗎？
給我一個支點，我可以撬起整個地球。——阿基米德
二、杠桿的平衡條件
思考：你知道之前那位同學反敗為勝的原理嗎？
對力氣小的同學來說：手放在桌面上，肘部和桌面接觸的地方相當于是支點，手掌受到的力為阻力(不變)，肘部到手掌的距離為阻力臂。當力氣大的同學握住力氣小的同學的手臂進行比賽時，其阻力臂相比之前減小了。
二、杠桿的平衡條件
動物園內，一位物理老師利用小小的彈簧測力計就測出了一頭大象的質量(如右圖)。測量時用一根長度為12 m的槽鋼作為杠桿。吊鉤固定于槽鋼的中點O。當槽鋼水平靜止時，彈簧測力計示數F1為200 N。測得動力臂l1為6 m，阻力臂l2為4 cm。若不計鐵籠的質量，請估算大象的質量。(g取10 N/kg)
例題
解：由F1l1＝F2l2 得：
F2= = = 3×104N
F1 l1
l2
200N×6m
0.04m
m= = = =3×103kg =3t
F2
g
10N/kg
3×104N
G
g
例題
為什么投石機可以把石頭丟這么遠？
三、生活中的杠桿
活動：畫出上面杠桿的五要素。
三、生活中的杠桿
l2
F2
F1
O
l1
F2
O
F1
l2
l1
思考：這幾種杠桿分別有什么特點。
F2
F1
l2
l1
O
三、生活中的杠桿
杠桿類型1
思考：如果直接用手完成下面的工作，能輕松完成嗎？
三、生活中的杠桿
O
F1
F2
l1
l2
由 F1l1=F2l2
l1＞l2
可得：F1＜F2
省力杠桿：動力臂大于阻力臂的杠桿，叫作省力杠桿。
三、生活中的杠桿
省力杠桿的特點：省力，費距離。
三、生活中的杠桿
杠桿類型2
活動：用筷子把書夾起來，再用手把書直接拿起來，你有什么感覺？
三、生活中的杠桿
O
F1
F2
l1
l2
由 F1l1=F2l2
l1＜l2
可得：F1＞F2
費力杠桿：動力臂小于阻力臂的杠桿，叫作費力杠桿。
三、生活中的杠桿
費力杠桿的特點：費力，省距離。
三、生活中的杠桿
杠桿類型3
三、生活中的杠桿
O
F1
F2
l1
l2
等臂杠桿：動力臂等于阻力臂的杠桿，叫作等臂杠桿。
由 F1l1=F2l2
l1=l2
可得：F1=F2
三、生活中的杠桿
等臂杠桿的特點：不省力也不省距離。
三、生活中的杠桿
三、生活中的杠桿
類型 省力杠桿 費力杠桿 等臂杠桿
依據 動力臂大于阻力臂 動力臂小于阻力臂 動力臂等于阻力臂
特點 省力、費距離 費力、省距離 不省力、不費距離
應用 羊角錘，老虎鉗，手推車，螺絲刀，秤，動滑輪 掃帚，船槳，鑷子，裁縫線，釣魚竿，人的手臂 定滑輪，天平
杠桿
定義
在力的作用下，能繞固定點轉動的硬棒，叫作杠桿
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
杠桿的分類
省力杠桿、費力杠桿、等臂杠桿
1.如圖所示是同學用掃帚掃地的情景，他的左手握住掃把柄的上端，右手推掃帚時，此時掃帚可看作一個杠桿，下列各圖能正確表示其原理的是（　　）
A
B
C
D
A
課堂練習
2.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，杠桿將（　　）
A.仍繼續保持水平平衡
B.右端上升，左端下降
C.右端下降，左端上升
D.無法確定杠桿的運動狀態
C
課堂練習
3.如圖所示，輕桿AB可以繞O點轉動，在A點用細線懸掛一重物，在B點施加一豎直向下的動力，使杠桿在水平位置保持平衡。現將動力的方向改為沿虛線方向，若仍使杠桿在水平位置保持平衡，則（　　）
A.動力臂增大，動力增大
B.動力臂增大，動力減小
C.動力臂減小，動力減小
D.動力臂減小，動力增大
D
課堂練習
4.各式各樣的剪刀都是一對對杠桿，下列剪刀，最省力的是（　　）
A
B
C
D
D
課堂練習
5.如圖所示，重力為G的均勻木棒豎直懸于O點，在其下增施一始終垂直于木棒的拉力F，讓木棒勻速轉到圖中虛線所示位置，在轉動的過程中（　　）
A.動力臂逐漸變大
B.阻力臂逐漸變小
C.動力F保持不變
D.動力F逐漸增大
D
課堂練習
6.如圖所示是吊車起吊貨物的結構示意圖，伸縮撐桿為圓弧狀，工作時它對吊臂的支持力始終與吊臂垂直，使吊臂繞O點緩慢轉動，從而將貨物提起。下列說法正確的是（　　）
A.吊臂是省力杠桿，但要費距離
B.吊臂是費力杠桿，但可以省功
C.勻速頂起吊臂的過程中，伸縮撐桿
支持力的力臂變小
D.勻速頂起吊臂的過程中，伸縮撐桿
支持力漸漸變小
D
課堂練習
7.如圖所示，是小英用掃帚打掃地面衛生的情景，此時掃帚屬于_______(填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿。
費力
課堂練習
8.活塞式抽水機是農村經常使用的取水設備，圖中AOB部分工作時可以看做杠桿，請你畫出F1的力臂。
l1
課堂練習
9.如圖，在B點施加一個最小力F1，使杠桿在此位置平衡，請畫出最小力F1的示意圖，并標出阻力臂L2。
F1
L2
課堂練習
10.在一些建設施工工地上，可以看見各種大型的起重機。如圖所示是一種起重機的簡易圖，為了保證起重機在起重時不會翻倒，起重機右邊配有一個重物M。現測得重物M的質量為4 t，AB為10 m，BC為4 m，CD為1 m。問：該起重機可起吊的最大物重為多少？(起重機本身的質量不計，g取10 N/kg)
課堂練習
解：由圖可知B為支點，動力F1：F1=GM＝mg，
力臂：lBD＝4m+1m＝5m；
設吊起的物體重力為G，則阻力F2=G，
對應的力臂：lAB＝10m。
由杠桿平衡條件F1l1＝F2l2得：mg×lBD＝G×lAB
則該起重機可起吊的最大物重：
G＝ ＝ ＝2×104N。
mg×lBD
lBA
4×103kg×10N/kg×5m
10m
課堂練習

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