滬科版《杠桿的平衡條件》(新)PPT課件

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1、2021/7/2312021/7/232只要能給我一只要能給我一個(gè)支點(diǎn)，我就個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動(dòng)地球能撬動(dòng)地球2021/7/2332021/7/234一. 認(rèn)識(shí)杠桿2021/7/235一、什么是杠桿？2021/7/2362021/7/2371.有力的作用有力的作用2.繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)3.硬棒硬棒歸納結(jié)論歸納結(jié)論:在力的作用下，能在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，物理學(xué)中的硬棒，物理學(xué)中叫做叫做杠桿杠桿.讓我想一想讓我想一想?2021/7/238在現(xiàn)實(shí)生活中，你能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢？2021/7/2392021/7/2310OF2F1人體中的杠桿人體中的杠桿2021

2、/7/2311支點(diǎn)支點(diǎn)動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力臂動(dòng)力臂阻力阻力阻力臂阻力臂 杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用0 0表示。表示。使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F F1 1表示。表示。 從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用L L1 1表示。表示。阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F F2 2表示。表示。從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用L L2 2表示。表示。 一一“點(diǎn)點(diǎn)”支點(diǎn)支點(diǎn)O（一定在杠桿上）（一定在杠桿上） 動(dòng)力動(dòng)力F1 二二“力力” （一定（一定作用作用在杠桿上）在杠桿上） 阻力阻力F2 動(dòng)力臂動(dòng)力臂L1 二二“臂臂” 阻力臂阻力

3、臂L22021/7/2312 FO支支點(diǎn)點(diǎn) F1動(dòng)力動(dòng)力F2阻力阻力動(dòng)力作用線動(dòng)力作用線L1阻力作用線阻力作用線L22021/7/2313試一試試一試2021/7/2314畫力臂的方法：畫力臂的方法：一找找（找準(zhǔn)支點(diǎn)找準(zhǔn)支點(diǎn)）二畫二畫（畫出力的作用線畫出力的作用線,延長延長 線用虛線線用虛線）三引三引（引垂線引垂線,用虛線用虛線）四標(biāo)四標(biāo)（標(biāo)標(biāo)垂足垂足-直角符號(hào)、直角符號(hào)、標(biāo)標(biāo)力臂力臂-支點(diǎn)到垂足的距離支點(diǎn)到垂足的距離 ）2021/7/2315F2F1OBAL1L2（）（） 例題：請把下圖中的支點(diǎn)與力臂畫出來。2021/7/2316例題：畫出下圖杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂F F1

4、1F F2 2L L1 1L L2 2O O2021/7/2317.2021/7/2318OOL1L2F1F2L2L1F1F2你會(huì)畫力臂了嗎？你會(huì)畫力臂了嗎？2021/7/2319杠桿示意圖的作法杠桿示意圖的作法Ol1F1l2F22021/7/2320杠桿示意圖的作法杠桿示意圖的作法l1F1l2F22021/7/2321杠桿示意圖的作法杠桿示意圖的作法l1F1l2F22021/7/23222 杠桿是否都是直的？1 力臂是一定在杠桿上嗎？力臂是一定在杠桿上嗎？3 若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但 作用方向改變，力臂是否改變？作用方向改變，力臂是否改變？答：不是

5、答：不是答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：要改變答：要改變想一想?2021/7/23234.分析論證分析論證制定計(jì)劃制定計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3.2.猜想與假設(shè)猜想與假設(shè)科學(xué)探究的基本過程1.提出問題提出問題2021/7/2324探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件物體的平衡狀態(tài)物體的平衡狀態(tài)杠桿的平衡狀態(tài)杠桿的平衡狀態(tài)保持保持勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)保持靜止保持靜止保持保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)保持靜止保持靜止2021/7/2325實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、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)

6、系？阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L22021/7/2326AB實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)杠桿、鉤碼、彈簧測力計(jì)、鐵架臺(tái)杠桿、鉤碼、彈簧測力計(jì)、鐵架臺(tái)探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件器材器材:測量的物理量測量的物理量:力力力臂力臂 A、B兩圖中的杠桿處兩圖中的杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用哪于靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用哪幅圖？為什么？幅圖？為什么？討論：討論： 實(shí)驗(yàn)時(shí)，使杠桿在實(shí)驗(yàn)時(shí)，使杠桿在水平水平位置位置平衡，平衡，便于便于在杠桿上在杠桿上直直接測出力臂接測出力臂的大小。的大小。2021/7/2327CD探究杠桿的平衡條件探究

7、杠桿的平衡條件 在實(shí)驗(yàn)前在實(shí)驗(yàn)前,是否也要調(diào)節(jié)杠桿在水平位是否也要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡置平衡?為什么？為什么？討論：討論： 實(shí)驗(yàn)前，使杠桿在實(shí)驗(yàn)前，使杠桿在水平水平位置位置平衡，為了平衡，為了避免杠桿避免杠桿自身的重力對(duì)杠桿平衡的自身的重力對(duì)杠桿平衡的影響影響，且便于直接在杠桿，且便于直接在杠桿上讀出力臂的值。上讀出力臂的值。2021/7/2328探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：1.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。2.在杠桿的左側(cè)掛上適量的鉤碼，用彈簧在杠桿的左側(cè)掛上適量的鉤碼，用彈簧測力計(jì)在測力計(jì)在豎直方向豎直方向拉，使杠桿在水平位拉，使杠桿在水平位

8、置平衡，記下彈簧測力計(jì)示數(shù)。置平衡，記下彈簧測力計(jì)示數(shù)。3.改變鉤碼數(shù)量或位置，重復(fù)上面的步驟，改變鉤碼數(shù)量或位置，重復(fù)上面的步驟，得出得出三組三組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。（多次實(shí)驗(yàn)是為了避免（多次實(shí)驗(yàn)是為了避免偶然性，得出普遍規(guī)律）偶然性，得出普遍規(guī)律）2021/7/2329杠桿平衡條件：杠桿平衡條件：探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力臂動(dòng)力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 2021/7/2330實(shí)驗(yàn)題訓(xùn)練:研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在未掛鉤碼時(shí)，平衡螺母的作用是_,掛上鉤碼后，發(fā)現(xiàn)杠桿不平衡，則應(yīng)_。使杠桿在水平位置平衡 移動(dòng)鉤碼的位置

9、(或改變鉤碼的個(gè)數(shù))使杠桿在水平位置平衡2021/7/2331在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：(1)所用的器材有彈簧測力計(jì)，支架，線，_和_.(2)實(shí)驗(yàn)前,先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的_.使杠桿在_.強(qiáng)調(diào)這一平衡位置的目的是_.(3)如圖所示的杠桿已處于平衡狀態(tài),若左端所掛重物的重力是1N,則彈簧測力計(jì)的示數(shù)_2N,因?yàn)閺椈蓽y力計(jì)拉力的力臂_OA的長度(均填“大于”、“小于”或“等于”).如果要在杠桿上直接可以讀出力臂值來計(jì)算,那么彈簧測力計(jì)應(yīng)沿_方向拉著杠桿.(4)該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是:_鉤碼帶刻度的杠桿平衡螺母水平平衡便于直接在杠桿上讀出力臂的值大于小于豎直向上杠桿平衡時(shí)：動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂202

10、1/7/23321、兩端去掉相同質(zhì)量的鉤碼，杠桿平衡嗎？、兩端去掉相同質(zhì)量的鉤碼，杠桿平衡嗎？2、將兩端鉤碼向支點(diǎn)移同樣的距離，杠桿平衡嗎、將兩端鉤碼向支點(diǎn)移同樣的距離，杠桿平衡嗎？2021/7/2333OG1G2l1l2G1G2即即G1l1 G2l2又又l1l2F1l1 F2l22021/7/2334杠桿平衡條件的應(yīng)用例題：例題：當(dāng)在杠桿處于平衡狀態(tài)，阻力為當(dāng)在杠桿處于平衡狀態(tài)，阻力為3000N，動(dòng)力臂，動(dòng)力臂和阻力臂分別為和阻力臂分別為180cm和和6cm，請問動(dòng)力為多少？，請問動(dòng)力為多少？已知已知：F2 = 3000N L1 = 180cm L2= 6cm求求：F1=？解解：根據(jù)杠桿平衡

11、條件F1L1=F2L2，得 F1 =（F2 L2）/L1 =（3000N6cm）/ 180cm = 100N答答：動(dòng)力為100N。2021/7/2335Ol1=9ml2=7cmF1=200NF2杠桿的平衡條件應(yīng)用杠桿的平衡條件應(yīng)用例題例題：由由F F1 1l1 1F F2 2l2 2 得：得：解解：F F2 2= =F F1 1 l1 1l2 2= =200N200N9m9m0.07m=2.57=2.5710104 4N Nm m= =F F2 2g g= =10Nkg12.572.5710104 4N N=2.57=2.5710103 3kg kg = = 2.57t2.57t2021/7/

12、2336例：學(xué)校組織同學(xué)們到農(nóng)村參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，小強(qiáng)第一次學(xué)習(xí)挑擔(dān)子，他做了以下兩次試驗(yàn)，請你根據(jù)各小題后的要求作答。(1)他先在1.2m扁擔(dān)的兩端各掛上50N的重物，擔(dān)子很快就被平穩(wěn)地挑起來。這時(shí)他的肩膀應(yīng)放在扁擔(dān)的什么位置（只要回答，不要分析）？(2)接著，他又在扁擔(dān)的A端加上50N的重物，但他掌握不好擔(dān)子的平衡。請你用杠桿平衡知識(shí)，幫助他計(jì)算出肩膀應(yīng)距B端多遠(yuǎn)，擔(dān)子才能重新水平平衡？（扁擔(dān)質(zhì)量忽略不計(jì)） 2021/7/2337 練習(xí)：.如圖所示，一體積為1000 cm3的實(shí)心鋁塊浸沒在水中，并用細(xì)線掛在一輕質(zhì)杠桿的B點(diǎn)，現(xiàn)在杠桿的A點(diǎn)施加一個(gè)豎直向下的拉力F使杠桿在水平位置保持平衡，則

13、拉力F= .(已知OB=2OA,鋁=2.7103kg/m3)2021/7/2338 練習(xí)：如圖所示，一邊長為10cm的實(shí)心正方體銅塊和一金屬塊分別掛在輕質(zhì)杠桿的A點(diǎn)和B點(diǎn)，杠桿在水平位置保持平衡時(shí)銅塊對(duì)地面的壓強(qiáng)為6900Pa，求金屬塊的重（已知銅=2.7103kg/m3，OA:OB=3:2）。2021/7/23391.兩個(gè)力作用在杠桿兩端使杠桿平衡兩個(gè)力作用在杠桿兩端使杠桿平衡,則則( ) A.這兩個(gè)力的大小必須相等這兩個(gè)力的大小必須相等 B.這兩個(gè)力的力臂長必須相等這兩個(gè)力的力臂長必須相等 C.力臂較長的那個(gè)力比較大力臂較長的那個(gè)力比較大 D.力臂較長的那個(gè)力比較小力臂較長的那個(gè)力比較小D

14、2021/7/2340第二課時(shí)2021/7/2341杠桿的分類杠桿的分類杠桿平衡條件杠桿平衡條件：F F1 1l1 1F F2 2l2 2 F F1 1F F2 2= =l2 2l1 1三類杠桿：三類杠桿：若若l1 1l2 2，則，則F F1 1 F F2 2若若l1 1= = l2 2，則，則F F1 1 F F2 2若若l1 1l2 2，則，則F F1 1 F F2 2省力杠桿省力杠桿等臂杠桿等臂杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿小結(jié)：小結(jié)：判斷杠桿的類型，實(shí)際就是比較判斷杠桿的類型，實(shí)際就是比較動(dòng)力動(dòng)力臂和阻力臂臂和阻力臂的大小的大小2021/7/2342省省力力杠杠桿桿 F1F2L2L1 F1 L1

15、 = F2 L2 ， 又又 L1 L2 F1 F22021/7/23432021/7/23442021/7/2345省省力力杠杠桿桿的的應(yīng)應(yīng)用用：2021/7/23462021/7/23472021/7/2348我們需要用費(fèi)力杠桿嗎？它有什么好處？我們需要用費(fèi)力杠桿嗎？它有什么好處？2021/7/23492021/7/23502021/7/2351杠桿的分類：杠桿的分類：1 1、若、若l1 1l2 2，則，則F F1 1 F F2 22 2、若、若l1 1= = l2 2，則，則F F1 1 F F2 23 3、若、若l1 1l2 2，則，則F F1 1 F F2 2 費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿（省距離

16、）（省距離）等臂杠桿等臂杠桿 省力杠桿省力杠桿（費(fèi)距離）（費(fèi)距離）小結(jié)：2021/7/2352杠桿的分類杠桿的分類請對(duì)下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：請對(duì)下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：等臂杠桿等臂杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿省力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿2021/7/2353杠桿的分類杠桿的分類請對(duì)下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：請對(duì)下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：省力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿省力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿省力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿2021/7/2354它們是什么杠桿？它們是什么杠桿？2021/7/2355 在圖所示的簡單機(jī)械中，屬于費(fèi)力杠桿的是 （ ） A翹棒B鑷子C

17、鍘刀D開瓶器2021/7/2356生活生活物理物理社會(huì)社會(huì)生活中的剪刀生活中的剪刀思考：思考：什么情況下，人們會(huì)選用費(fèi)力杠桿？什么情況下，人們會(huì)選用費(fèi)力杠桿？ 使用費(fèi)力杠桿有什么好處？使用費(fèi)力杠桿有什么好處？ 當(dāng)當(dāng)阻力比較小阻力比較小時(shí)，人們會(huì)選用費(fèi)力杠桿。時(shí)，人們會(huì)選用費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿會(huì)使用費(fèi)力杠桿會(huì)省距離省距離，很方便。，很方便。2021/7/2357 圖是各式各樣剪刀的示意圖，它們都是一對(duì)的杠桿?，F(xiàn)要用它們來剪開較硬的物體，其中選用最合適的剪刀是（ ）2021/7/2358 如圖所示為使杠桿平衡，F(xiàn)1、F2、F3 三次分別作用在A點(diǎn)，其中_最小。 F2希臘科學(xué)家阿基米德發(fā)現(xiàn)杠桿原理

18、后，發(fā)出了“給我支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球”的豪言壯語。假如阿基米德在杠桿的一端施加600N的力，要搬動(dòng)質(zhì)量為6.01024kg的地球，那么長臂的長應(yīng)是短臂長的多少倍？如果要把地球撬起1cm，長臂的一端要按下多長距離？假如我們以光速向下按，要按多少年？（做完該題，你有何啟示？） 2021/7/2359杠桿使用時(shí)最省力的動(dòng)力 例：用撬棒撬石塊，分別沿如圖所示的四個(gè)方向用力，其中最省力的是（ ） A.沿F1方向 B.沿F2方向 C.沿F3方向 D.沿F4方向分析：根據(jù)杠桿的平衡條件：F1 L1= F2 L2 可得 F1 = F2 L2 / L1 當(dāng)F2 和L2一定，則L1最大時(shí)，F(xiàn)1最小，即最省力。20

19、21/7/2360最大動(dòng)力臂 最大動(dòng)力臂：以支點(diǎn)和動(dòng)力在杠桿上的作用點(diǎn)的連線作為力臂，即為最大的動(dòng)力臂（則動(dòng)力的方向應(yīng)與該連線垂直）。2021/7/23613、畫出圖中作用在、畫出圖中作用在A 點(diǎn)最小的力點(diǎn)最小的力的方向的方向 。 FAB2021/7/2362在下圖中，要將一圓柱體重物推上臺(tái)階，畫出 最小的作用力。2021/7/23631.1.學(xué)習(xí)了杠桿、支點(diǎn)、動(dòng)力、學(xué)習(xí)了杠桿、支點(diǎn)、動(dòng)力、 阻力、動(dòng)力臂、阻力臂等概念阻力、動(dòng)力臂、阻力臂等概念. .2.2.探究了杠桿的平衡條件是探究了杠桿的平衡條件是動(dòng)力動(dòng)力 動(dòng)力臂動(dòng)力臂=阻力阻力 阻力臂阻力臂公式表示為公式表示為:F1l1= F2l23.3.杠桿的分類杠桿的分類