苏教版九年级全册物理 11.1 杠杆 课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
木板上钉了一枚图钉，你能用手把它拔出来吗？
如果选用图中的工具，你可以怎样将钉子从木板中拔出来？
思考：利用这些工具拔钉子时有什么共同的特点？
①它们都是一根硬棒 ②在力的作用下能绕一固定点转动
共 同 特 点
生活中许多任务都可以利用类似的方法来完成，例如：
生活中的常见的各种杠杆
1.定义：物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。
共同特点：①它们都是一根硬棒（不一定是直的） ；
②在力的作用下可绕一固定点转动。
L1
F2
阻力
动力臂
F1
动力
支点
O
阻力臂
L2
杠杆的五个要素：
力的作用线——通过力的作用点沿力的方向所引直线；
力臂——从支点到力的作用线的垂直距离。
1.定义：物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称做杠杆。
共同特点：①它们都是一根硬棒（不一定是直的）；
②在力的作用下可绕一固定点转动。
2.杠杆五要素：
支 点( o )：杆绕着杠转动的点 —— 可根据杠杆转动找支点
动 力(F1 )：促使杠杆转动的力
阻 力(F2 )：阻碍杠杆转动的力
动力臂(L1 )：从支点到动力作用线的垂直距离
阻力臂(L2 )：从支点到阻力作用线的垂直距离
力的作用效果——两种力使杠杆向相反方向转动
力臂
支点不一定是一个点，可能是一根轴！
用螺丝刀撬图钉
3.杠杆示意图——示意杠杆五要素的图
O
F1
F2
l 1
l 2
G
C
O
B
A
作出并比较F1F2F3的力臂大小
F1
F2
F3
（ F2垂直于OA）
l1
l2
l3
小结：作用在某点的作用力，其作用线垂直于力的作用点与支点的连线时，这个力的力臂最大。
G
C
O
B
A
作出并比较F1F2F3的力臂大小
F1
F2
F3
l1
l2
α
β
已知:α=β; 且F3通过OA
小结：力的作用线通过支点的作用力的力臂为零。
l1
=
l2
β
作出杠杆上力臂最大的作用力
G
C
O
B
A
已知： OA=60cm；OB=30cm；BC=40cm；作出作用在杠杆上力臂最大的作用力。思考： 力臂的大小由什么决定？
FC
lC= cm
FA
lA= 60 cm
×
√
50
小结：作用在杠杆上的作用力的力臂大小由力的作用点和力的方向决定。
导言：现在我们知道了杠杆的五要素，那么这五个要素对杠杆有什么影响呢？我国古人对杠杆进行了深入的研究，发明了许多相关的器具，广泛应用于生产、生活中，对人类文明的发展做出了重大贡献。例如：早在大约3000多年前，我国就有用来掏谷的舂、用来汲水的桔槔，还有能够称量的天平和杆秤。课后请同学们阅读书P26~27，加以了解。人们使用杠杆时，通常是在杠杆平衡或非常衡的情况下使用的，那么什么是杠杆的平衡呢？请同学们回忆一下，我们是如何使用托盘天平来测量物体的质量的？判断天平横梁平衡，一定要在静止时判断吗？
（不一定，在天平横梁保持水平静止状态或指针左右摆动幅度相同时即缓慢转动时判断横梁平衡，此时横梁处于平衡状态。）
4.杠杆平衡——杠杆保持静止或缓慢匀速转动
①为了研究方便，我们只研究杠杆处于静止状态的平衡；
②杠杆平衡时不一定处于水平位置。
①猜想：实验中有哪些因素会影响杠杆的平衡？
②支点对杠杆的平衡 影响，那么对于一根粗细均匀的杠杆，要使杠杆平衡，应将杠杆从 挂起，其目的是 。
克服杠杆自身的重力对实验的影响
有
中点
③实验时，将杠杆从其中点处挂起装到支架上，我们常常要将杠杆调节到水平位置平衡，目的是使杠杆的重力作用线通过支点，克服其自重对杠杆平衡的影响。调节时可以调节两端的 ，方法与调节 相似。
平衡螺母
天平横梁平衡
为什么大力士会推不过力气较小的小孩呢？
④力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关，其实当支点确定后，力的作用点和力的方向决定了力臂的大小。因此探究杠杆平衡条件时，必须测量 力、 力，以及 臂、 臂的大小。为了得出杠杆平衡条件（遵循的规律），实验时必须 。
动
阻
动力
阻力
多次测量
测量
序号 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
①
②
③
⑤实验时使杠杆在水平位置平衡的目的是什么？
实验时使杠杆在水平位置平衡的目的是
——便于在杠杆上直接测量力臂。
力臂与杠杆重合
力臂与杠杆不重合
5.杠杆平衡条件
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
F1 l1 = F2 l2
（杠杆原理）——阿基米德最早总结出来
测量序号 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
① 1.96 20 3.92 10
② 2.00 16 3.92 8
③ 3.00 20 5.88 10
测量存在误差
不同的物理量
不能求和
不同的物理量
可以求积
“只要给我一个支点，我就可以移动地球。”
——阿基米德（古希腊学者）
F1 l1 = F2 l2
若 l1 >> l2
则F2 >> F1
即用较小的作用力就能产生巨大的作用力
例题:据《杭州日报》报道，2001年6月22日在杭州动物园，一位物理老师用一只弹簧测力计“称”出了一头大象的质量。在“称”象的过程中，他还动用了吊车、铁笼和10m长的槽钢作为辅助工具。实验中测得吊车吊钩的悬点距弹簧测力计一端的距离为9m，距系铁笼处的距离为7cm，当槽钢处于水平状态时弹簧测力计的示数为200N。若不计槽钢和铁笼的物重，试估算大象的质量（g取10N/Kg)
l1=9m
l2=7cm=0.07m
F1=200N
F2= G
O
F1 l1=F2 l2
G =F2=
F1 l1
l2
=
200N×9m
0.07m
≈2.57×104N
m = =
G
g
2.57×104N
10N/kg
=2.57×103kg
=2.57t
人体中的杠杆（P.7）
人体中的杠杆（P.7）
l1
如图，均匀杠杆可以绕着O点转动，杠杆的重力为G，在动力F作用下，保持平衡请在图中作出重力G与动力F 的示意图。
G
F
O