(共21张PPT)
第1节 杠 杆
第十一章 机械与功
情境引入
“给我一个支点和立足点,我就能撬动地球”
阿基米德
这些工具在使用时都有一个共同特点:绕一个固定点转动
在力的作用下,能绕支撑点转动的坚实物体,叫做杠杆。
1.杠 杆
概念:
F1
F2
o
支点:杠杆可以绕其转动
的点O
动力:使杠杆转动的力F1
阻力:阻碍杠杆转动的力F2
跷跷板
挖掘机
起重机
你还能举出哪些杠杆的实例呢?
2.杠杆的平衡条件
杠杆平衡:当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵
消时,杠杆将处于平衡状态,这种状态
叫做杠杆平衡。
观察:杠杆平衡
1.右图是一个平衡的杠杆,移动一边钩码的悬挂点,会产生什么现象?
2.如下图所示,用带杆的滑轮向左或向右推动右边挂钩码的悬线,改变作用力的方向,这时会产生什么现象?
结论:
杠杆的平衡不仅与动力和阻力的大小有关,还与力的作用点及力的作用方向有关。
O
L1
L2
F2
F1
动力臂:从支点O到动力F1的作用线的距离,用L1表示。
力 臂
从支点到力的作用线的距离
阻力臂:从支点O到阻力F2的作用线的距离,用L2表示。
力臂是由力的作用点和力的方向共同决定的
一“点”——支点O(一定在杠杆上)
杠杆五要素
二“力”—— 相对的
阻力F2
动力F1
动力臂L1
二“臂”——
阻力臂L2
实验探究:杠杆的平衡条件
提出问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡?
1.猜想与假设:
假设一: F1+l1=F2+l2
假设二: F1-l1=F2+l2
假设三: F1/l1=F2/l2
假设四: F1 · l1=F2 · l2
2.设计方案:
把跷跷板进行“简化”
F1
F2
O
l1
l2
改变两边钩码的位置和个数,使木尺处于水平静止状态
3.进行实验
把杠杆左边改用弹簧测力计竖直拉使其水平平衡
F1 ·l1=F2 ·l2
F1
l1
F2
l2
=
意义:动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一。
4.实验结论:
杠杆平衡的条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂
即:
3.杠杆的分类
三类杠杆:
若l1>l2,则F1 F2
若l1= l2,则F1 F2
若l1<l2,则F1 F2
>
=
<
省力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
小结:
判断杠杆的类型,实际就是比较动力臂和阻力臂的大小
请对下列器具应用的杠杆进行分类:
等臂杠杆
费力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
讨论交流:研究杆秤
分析杆秤的工作原理,并比较它和天平的优缺点。
杆秤
天平
生活中的剪刀
什么情况下,人们会选用费力杠杆?使用费力杠杆有什么好处?
当阻力比较小时,人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会省距离,很方便。
课堂小结
1.杠杆的定义:在力的作用下,能绕支撑点转动的坚实
物体,叫做杠杆
3.杠杆的平衡条件:F1·L1=F2·L2
2.杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
4.杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆
随堂训练
1.如图所示,杠杆挂上钩码后刚好平衡,每个钩码的质量相同,在下列情况中,杠杆还能保持平衡的是( )
A.左右钩码各向支点移一格
B.左右各减少一个钩码
C.左右各减少一半钩码
D.左右各增加两个钩码
C
2.下列工具在正常使用中,属于费力杠杆的是( )
A.起瓶器
B.切纸铡刀
C.食品夹
D.羊角锤
C
如图中的男孩重500N,女孩重350N,当男孩离跷跷板的转轴70cm时,女孩应该坐在哪里才能使跷跷板在水平位置上平衡?
解:已知:F1=500N,l1=70cm,F2=350N。
由F1l1=F2l2得:
l2=F1l1/F2 = 500N×70cm÷350N=100cm。