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第十二章 简单机械
第一节 杠杆
阿基米德(公元前287年—公元前212年),伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家、军事武器制造家,静态力学和流体静力学的奠基人,并且享有“力学之父”的美称。
阿基米德曾说过:“给我一个支点,我就能撬起整个地球。”
学习目标
1.知道什么是杠杆及其五要素,会画出已知动力和阻力的动力臂或阻力臂。
2.通过探究杠杆的平衡条件,理解应用杠杆的平衡条件解决简单的实际问题。
3.通过杠杆的平衡条件判断生活的杠杆类型。
新课引入
思考:它们工作时有什么共同特征?
一、杠杆
1.在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒,叫做杠杆。
注意:硬棒可以是直,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状。
一、杠杆
抽水机的手柄
剪刀
缝纫机的踏板
天平
食品夹
羊角锤
瓶起子
翻斗车
一、杠杆
F1
F2
l1
o
l2
动力与杠杆转动方向相同
阻力与杠杆转动方向相反
支点(O):
杠杆绕着转动的固定点;
动力(F1):
促使杠杆转动的力;
动力臂(l1):
从支点到力的动力作用线的距离;
阻力(F2):
阻碍杠杆转动的力;
阻力臂(l2):
从支点到力的阻力作用线的距离。
2.杠
杆
的
五
要
素
一、杠杆
3.正确画出力臂
F1
F2
O
(1)找到支点O
(2)确定动力、阻力的作用线
(3)从支点作动力、阻力的作用线
(4)标垂足,定力臂
l1
l2
一、杠杆
试一试:请画出下列杠杆的力臂。
二、杠杆平衡的条件
1.当杠杆在动力和阻力的作用下静止时或匀速转动时,我们说杠杆平衡了。
二、杠杆平衡的条件
【提出问题】
【猜想与假设】
杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间需要满足什么样的条件呢?
动力+动力臂=阻力+阻力臂
动力-动力臂=阻力-阻力臂
动力×动力臂=阻力×阻力臂
动力:动力臂=阻力:阻力臂
…………
二、杠杆平衡的条件
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
【实验器材】
问题1:杠杆静止时,如图所示,请问杠杆平衡没有?
平衡
二、杠杆平衡的条件
【实验步骤】
(1)实验前要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
问题2:调节杠杆静止时在水平位置平衡的方法
便于直接测量或者读出力臂。
左低右调,右偏左调
实验:探究杠杆平衡的条件
【实验步骤】
(2)当杠杆平衡时,分别测出动力F1、阻力F2,动力臂l1、阻力臂l2。并多次改变力和力臂,获取多组数据,从而分析总结出杠杆的平衡条件。
二、杠杆平衡的条件
次数 动力F1 (钩码)/个 阻力F2 (钩码)/个 动力臂l1/格 阻力臂l2/格
1
2
3
【实验数据记录】
杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
【实验结论】
二、探究杠杆平衡的条件
例题:有一位初中物理老师,巧妙的利用杠杆原理称出了大象的体重,请你根据图中数据算出大象的体重。
三、生活中的杠杆
1.省力杠杆:
F1
F2
动力臂L1
阻力臂L2
O
(F1L1=F2L2)
动力臂大于阻力臂的杠杆
特点:省力,但费距离
由F1l1=F2l2得
当l1>l2
得F1<F2
三、生活中的杠杆
若克服的阻力较大时,要用省力杠杆,但费距离
三、生活中的杠杆
2.费力杠杆:
动力臂小于阻力臂的杠杆
O
l2
l1
F1
F2
由F1l1=F2l2得
当l1<l2
得F1>F2
特点:
费力,省距离
三、生活中的杠杆
若克服的阻力较小时,要用费力杠杆
使用费力杠杆,可以省距离,能使工作快捷。
三、生活中的杠杆
3.等臂杠杆:
动力臂等于阻力臂的杠杆
F1
F2
l1
l2
O
由F1l1=F2l2得
当l1=l2
得F1=F2
特点:
不省力,也不省距离 。
课堂小结
杠杆的类别与应用
省力杠杆
l1 >l2 ,F1< F2
费力杠杆
l1 <l2 ,F1> F2
等臂杠杆
l1 =l2 , F1= F2
杠杆及其平衡条件
杠杆
在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒,叫做杠杆
支 点(O)
动 力(F1)
阻 力(F2)
动力臂(l1)
阻力臂(l2)
杠杆的五要素
杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
简单机械
课堂巩固
1.(2021·深圳)下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
B
课堂巩固
2.(2020 重庆)如图所示硬棒OB能绕支点O转动,A处用绳子拉住固定在墙壁上。请画出拉力F的力臂(用l表示)。
共筑孩子成才路主题家长会
谢谢大家!
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