滬科版《杠桿的平衡條件》(新).ppt

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1、1,第十章 機(jī)械與人,第一節(jié)科學(xué)探究：杠桿的平衡條件,2,,只要能給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動(dòng)地球,3,,4,一. 認(rèn)識(shí)杠桿,5,一、什么是杠桿？,,蹺蹺板,羊角錘,撬棒,6,,起子,剪刀,天平,7,1.有力的作用,2.繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),3.硬棒,歸納結(jié)論:,在力的作用下，能 繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) 的硬棒，物理學(xué)中 叫做杠桿.,杠桿有什么共同的特征呢？,,讓我想一想?,,8,在現(xiàn)實(shí)生活中，你能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢？,9,10,,O,,,,,,,,,人體中的杠桿,11,,支點(diǎn),動(dòng)力,動(dòng)力臂,阻力,阻力臂,杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用0表示。,使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F1表示。,從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用L1表示。,

2、阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F2表示。,從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用L2表示。,,,,一“點(diǎn)”支點(diǎn)O（一定在杠桿上） 動(dòng)力F1 二“力” （一定作用在杠桿上） 阻力F2 動(dòng)力臂L1 二“臂” 阻力臂L2,杠桿五要素,認(rèn)識(shí)杠桿的幾個(gè)概念,12,,O,,支 點(diǎn),認(rèn)識(shí)杠桿的幾個(gè)概念,,動(dòng)力作用線,,,,阻力作用線,,L2,13,標(biāo)畫出杠桿的五要素,,F1,,,,L1,,o,,F2,,L2,,試一試,14,畫力臂的方法：,一找（找準(zhǔn)支點(diǎn)）,二畫（畫出力的作用線,延長(zhǎng) 線用虛線）,三引（引垂線,用虛線）,四標(biāo)（標(biāo)垂足---直角符號(hào)、 標(biāo)力臂--

3、-支點(diǎn)到垂足的距離 ）,15,,,,,,,,,F2,F1,O,B,A,,,L1,L2,（）,例題：請(qǐng)把下圖中的支點(diǎn)與力臂畫出來。,16,例題：畫出下圖杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂,,,,,,,,,,F1,F2,L1,L2,O,17,o,,F1,,F2,,,L2,,,.,,18,,,,,,,,,19,杠桿示意圖的作法,,O,,,,,l1,F1,l2,F2,20,杠桿示意圖的作法,,,,,l1,,F1,l2,F2,,21,杠桿示意圖的作法,,,,l1,,F1,l2,F2,,,22,2 杠桿是否都是直的？,1 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 作用方向改變，力

4、臂是否改變？,答：不是,答：杠桿可以是直的，也可以是彎的,答：要改變,想一想?,23,科學(xué)探究的基本過程,“實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件”,24,探究杠桿的平衡條件,物體的平衡狀態(tài),杠桿的平衡狀態(tài),25,實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件,1 、提出問題：,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？,2 、猜想與假設(shè)：,假設(shè)一：,假設(shè)二：,假設(shè)三：,假設(shè)四：,F1+L1=F2+L2,F1L1=F2L2,F1/L1=F2/L2,F1 L1=F2 L2,,26,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),杠桿、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái),探究杠桿的平衡條件,器材:,測(cè)量的物理量:,力,力臂,,,,,,A、B兩圖中的杠桿處于靜止

5、狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用哪幅圖？為什么？,討論：,實(shí)驗(yàn)時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，便于在杠桿上直接測(cè)出力臂的大小。,27,探究杠桿的平衡條件,在實(shí)驗(yàn)前,是否也要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡?為什么？,討論：,實(shí)驗(yàn)前，使杠桿在水平位置平衡，為了避免杠桿自身的重力對(duì)杠桿平衡的影響，且便于直接在杠桿上讀出力臂的值。,28,探究杠桿的平衡條件,實(shí)驗(yàn)步驟：,1.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，用彈簧測(cè)力計(jì)在豎直方向拉，使杠桿在水平位置平衡，記下彈簧測(cè)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，得出三組數(shù)據(jù)。（多次實(shí)驗(yàn)是為了避免偶然性，得出普遍規(guī)律）,29,,杠桿平衡條件：,探究杠桿的平

6、衡條件,動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂,F1L1=F2L2,30,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(或改變鉤碼的個(gè)數(shù))使杠桿在水平位置平衡,31,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(cè)力計(jì)，支架，線，_______和______________. (2)實(shí)驗(yàn)前,先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的____

7、____.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(cè)力計(jì)的示數(shù)______2N,因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)拉力的力臂______OA的長(zhǎng)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(cè)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

8、向上,杠桿平衡時(shí)：動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂,32,練習(xí)：已平衡的杠桿,1、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？,33,,,,,,,,O,G1,G2,,,l1,l2,G1G2,即G1l1 G2l2,又l1l2,F1l1 F2l2,34,,,杠桿平衡條件的應(yīng)用,例題：當(dāng)在杠桿處于平衡狀態(tài)，阻力為3000N，動(dòng)力臂和阻力臂分別為180cm和6cm，請(qǐng)問動(dòng)力為多少？,已知：F2 = 3000N L1 = 180cm L2= 6cm 求：F1=？ 解：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，得 F1 =（F2 L2）/L1 =（3000N6cm）/ 1

9、80cm = 100N 答：動(dòng)力為100N。,35,O,l1=9m,l2=7cm,F1=200N,F2,杠桿的平衡條件應(yīng)用,例題：,由F1l1F2l2 得：,解：,=2.57104N,=2.57103kg = 2.57t,36,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(qǐng)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(qǐng)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

10、才能重新水平平衡？（扁擔(dān)質(zhì)量忽略不計(jì)）,,37,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，則拉力F= .(已知OB=2OA,鋁=2.7103kg/m3),38,練習(xí)：如圖所示，一邊長(zhǎng)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）。,39,1.兩個(gè)力作用在杠桿兩端使杠桿平衡,則( ) A.這兩個(gè)力的大小必須相等 B.這兩

11、個(gè)力的力臂長(zhǎng)必須相等 C.力臂較長(zhǎng)的那個(gè)力比較大 D.力臂較長(zhǎng)的那個(gè)力比較小,D,課堂練習(xí),40,第二課時(shí),41,杠桿的分類,三類杠桿：,若l1l2，則F1 F2,若l1= l2，則F1 F2,若l1l2，則F1 F2,,,,小結(jié)：,判斷杠桿的類型，實(shí)際就是比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小,42,省力杠桿, F1 L1 = F2 L2 ， 又 L1 L2 F1 < F2,43,省力杠桿（動(dòng)力臂 阻力臂）,,,,,F2,F1,L1,L2,O,44,,,h2,h1,省力杠桿的特點(diǎn)是：,O,h1 h2,省力費(fèi)距離,45,省力杠桿的應(yīng)用：,46,費(fèi)力杠桿（動(dòng)力臂< 阻力臂）,,,,F2,F1,

12、L1,L2,,O,47,費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)是:,,,h2,h1,O,費(fèi)力省距離,h1 h2,48,我們需要用費(fèi)力杠桿嗎？它有什么好處？,49,等臂杠桿（動(dòng)力臂 =阻力臂）,,,,,F2,F1,L1,L2,O,L2 L1 2 F1,等臂杠桿的特點(diǎn)是:,不省力，不費(fèi)力 不省距離，不費(fèi)距離,50,等臂杠桿有用嗎？,51,杠桿的分類：,1、若l1l2，則F1 F2,2、若l1= l2，則F1 F2,3、若l1l2，則F1 F2,,,,,小結(jié)：,52,杠桿的分類,請(qǐng)對(duì)下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：,等臂杠桿,費(fèi)力杠桿,費(fèi)力杠桿,省力杠桿,費(fèi)力杠桿,53,杠桿的分類,請(qǐng)對(duì)下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：,省力杠桿

13、,費(fèi)力杠桿,省力杠桿,費(fèi)力杠桿,省力杠桿,費(fèi)力杠桿,54,,它們是什么杠桿？,55,,在圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械中，屬于費(fèi)力杠桿的是 （ ） A翹棒B鑷子C鍘刀D開瓶器,56,生活物理社會(huì),生活中的剪刀,思考：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？,當(dāng)阻力比較小時(shí)，人們會(huì)選用費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿會(huì)省距離，很方便。,57,,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（ ）,58,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)杠桿原理后，發(fā)出了“給我支點(diǎn)，我

14、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(zhǎng)臂的長(zhǎng)應(yīng)是短臂長(zhǎng)的多少倍？如果要把地球撬起1cm，長(zhǎng)臂的一端要按下多長(zhǎng)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？）,59,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。,60,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）。,61,3、畫出圖中作用在A 點(diǎn)最小的力的方向 。,,,,FA,B,,62,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。,,63,小結(jié),1.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.,2.探究了杠桿的平衡條件是 動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂 公式表示為:F1l1= F2l2 3.杠桿的分類,