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精品教学课件
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
看古代战争片时,经常能看到一种攻
城用的机械,即人力抛石机,亦称牵引
抛石机,这种机械最早出现于公元前5
世纪战国时期,北周和隋唐时期西传,先
为早期的阿拉伯人使用,后传入欧洲。这种武器可把石弹、巨石或爆炸物投到敌方的城墙上、城内或兵阵内而造成破坏。你知道人力抛石机的原理吗?其中有什么物理奥秘呢
1. 认识杠杆,并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂;能从常见的工具和简单机器中识别出杠杆;能对杠杆进行分类,并能根据实际需要选择合适的杠杆。
2. 通过探究,掌握杠杆的平衡条件,并能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。
汽车刹车
这些工具在使用时,有什么共同特点?
它们工作时,能绕一个固定点转动。
1、定义: 一根硬棒,在力的作用下能够绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。
知识点 1
杠 杆
1、定义: 一根硬棒,在力的作用下能够绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆。
棒:
直杠杆
曲杠杆
F阻
o
支 点:O
动 力:F动
阻 力:F阻
(在杠杆上)
均作用在杠杆上
F动
动力和阻力是否画对?
F阻
F动
o
支 点:O
动 力:F1
阻 力:F2
(在杠杆上)
作用是相互的
F动
F阻
作用效果:
使杠杆转动方向相反。
动力臂:l1
阻力臂:l2
从支点O到
动
阻
力作用线的距离
力的作用线:
从点向线引垂线,
力臂标注此线段。
F1
F2
o
阻力作用线
动力作用线
★画力臂的方法:
找支点,
画力线
从点向线引垂线,
力臂标注此线段。
l1
l2
1、如图所示,一个绕O点转动的杠杆,已知动力F的方向,在图中作出动力F1的力臂l示意图。
O
∟
l
F
2、如图所示,一个绕O点转动的杠杆,已知动力F1的方向,以及阻力F2方向,在图中作出动力F1的力臂l1以及阻力F2的力臂示意图。
∟
∟
F2
O
F1
l2
l1
3、如图所示,一个绕O点转动的杠杆,已知阻力F2的方向,以及动力 F1的力臂l1 ,在图中作出阻力F2的力臂l2以及动力F1的示意图。
F2
●
O
F1
l2
l1
●
●
∟
∟
F1
o
情景
L1
G
L2
F1
O
l1
F2
l2
O
F2
F1
l2
l1
2.探究杠杆的平衡条件
1.平衡状态:静止(或匀速圆周转动)。
问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡?
实验操作:
(1)杠杆平衡调节:平衡螺母向高的移动。
知识点 2
杠杆的平衡条件
(2)杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
(3)改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验。
(4)在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力,通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
3.实验中,为什么让杠杆在水平位置平衡?
挂钩码或 用 弹簧测力计拉
2.实验中,如何方便地提供动力和阻力?
1.实验前,为什么让杠杆在水平位置平衡?
便于读出力臂
消除杠杆自重对实验的影响
杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂。
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
例题 据《杭州日报》报道,2001年6月22日,在杭州动物园内,一位物理老师利用杠杆原理,仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了根长度为12m的槽钢作为杠杆。吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时,弹簧测力计示数F1为200N。测得l1为6m,l2为4cm。若不计铁笼的质量,请估算大象的质量。g取10N/kg。
O
l1=6m
l2=4cm
F1=200N
F2
例题:
由F1l1=F2l2 得:
解:
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×6m
0.04m
=3×104N
=
10N/kg
3×104N
=3×103kg=3t
m
=
F2
g
=
G
g
①l1=3l2,F1是F2的___倍。
②F1:F2=2:5,l1:l2=____。
③l1:l2=4:3,F2=60 N,F1=___。
④F1=15 N,F2=75 N,l1=15 cm,l2=___。
5:2
45N
3cm
【特点】
动力臂>阻力臂
【实例】
瓶起子
羊角锤
扳手
动力<阻力
省力
费距离
F1
F2
l1
l2
o
知识点 3
生活中的杠杆
【特点】
【实例】
动力臂<阻力臂
动力>阻力
费力
省距离
钓鱼竿
知识点 3
生活中的杠杆
【特点】
动力臂=阻力臂
【实例】
动力=阻力
不省力也不费力
不省距离也不费距离
跷跷板
天平
知识点 3
生活中的杠杆
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