11.1杠杆 第二课时-2023-2024学年苏科版九年级物理上册

(共19张PPT)
杠杆（第二课时）
杠杆的平衡条件
情景再现
1、如图，孩子能把大人跷起来吗？
如果可以吗？有哪些方法？
信息快递：
杠杆静止或匀速转动，就说杠杆处于平衡状态。
杠杆的平衡条件
提出问题：
杠杆平衡时，力和力臂有什么关系？
需要测量的物理量：
动力、动力臂、阻力、阻力臂
实验器材：
杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
杠杆平衡条件：
实验设计：
实验时，选择杠杆在什么位置静止？水平位置还是倾斜位置？如图所示。
分析：杠杆水平位置平衡，便于在杠杆上直接 读出力臂
杠杆的平衡条件：
实验过程：
1、在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，
将动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2记录在表格中
2、改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡，再做几次实验。
3、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记录在表格中。
F1
l1
注意：
弹簧测力计只有沿竖直方向施加力，才可以直接读出力臂。
杠杆平衡条件：
实验数据记录
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
实验小结：
分析表中的数据，找出他们之间的关系，从中有什么发现？
杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
（杠杆原理）
杠杆平衡条件：
评估与交流
①让杠杆在水平位置静止的目的是：
一是使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响。二是便于直接读出力臂。
②多次测量获得多组实验数据的目的是：
避免偶然性，获得普遍性的结论。
③在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡（调节方法类似于天平）。实验过程中，不能再调节平衡螺母。
杠杆平衡条件
补充实验：
如图所示，弹簧测力计作用在C处，从1处转到2处，仔细观察弹簧测力计的示数变化情况。
（杠杆始终处于水平平衡）
弹簧测力计在1处时，力臂是绿色的部分
转到中间位置时（与杠杆垂直），力臂为OC部分，力臂变长了
转到2位置时，力臂是蓝色的部分，力臂又变短了
杠杆平衡时，弹簧测力计从1处转到2处，力臂先变长再变短，相应的弹簧测力计的示数先变小再变大
杠杆的分类
省力杠杆：
特点：
动力臂大于阻力臂
动力小于阻力，省力，费距离
实例：
撬棒、
酒瓶起子
羊角锤
杠杆的分类
费力杠杆
特点：
动力臂小于阻力臂
动力大于阻力，费力，省距离（优点）
实例：
镊子
筷子
钓鱼竿
船桨
问题：
为什么要使用费力杠杆呢？
杠杆的分类
等臂杠杆
特点：
动力臂等于阻力臂
动力等于阻力，既不省力也不省距离
实例：
定滑轮
小结：
杠杆分类 力臂关系 省费力、距离情况 应用举例
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
生活中的杠杆
裁衣剪刀 理发剪刀 剪铁皮剪刀 修枝剪刀
剪刀是生活中常见的工具，它也是一种杠杆，不同的剪刀各有特点
理发师用的剪刀手柄比较短，他们剪发时手的动作幅度较小，可提高剪发的频率。
剪铁皮的剪刀，其动力臂比阻力臂长，是省力杠杆，只要用较小的力，就能把坚硬的金属片剪开。
前臂骨骼可以看成杠杆，肘关节是支点，哑铃对手的压力是阻力，上臂中的肌肉对前臂骨骼施加的力则是动力。
杠杆平衡条件的应用
分析：
构造杠杆模型，利用平衡条件，进行合理计算（注意单位统一）
杠杆平衡条件的应用
下列工具中，在使用时属于省距离杠杆的是（　　）
杠杆平衡条件的应用
如图所示，为了使杠杆平衡，可以在它的端加不同方向的四个力，其中最小的力是（　　）
A F1 B F2 C F3 D F4
思考：
杠杆平衡时，最小的动力怎么确定？
怎么确定最长的力臂？
杠杆平衡条件的应该
如图所示，请画出作用在杠杆B端上最小的动力F1.
1、连接OB，OB即为最长的动力臂
2、过B点作OB的垂线，
3、确定动力的方向
F1
∟
注意：
最长的力臂为支点和力的作用的的连线。
课堂练习：
如图所示，小华正在做俯卧撑。可以将他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为他的重心，相关长度已在图中标明。已知他的质量m＝60kg，g取10 N／kg。求：
（1）小华受到的重力G。（2）图示时刻，地面对双手支持力F的力臂l1，并在图中画出此力臂。（3）图示时刻，地面对双手的支持力F。
课堂练习：
画出把圆筒滚上楼梯的最小动力