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10.1科学探究:杠杆的平衡条件
第1课时 认识杠杆
八下 物理
沪科版
新课引入
中华古人的智慧(投石器)
思考
你知道投石器在我们物理又被叫做什么吗?
阿基米德的豪言壮语对吗?包含着怎样的知识?
若给我一个立足点和一根足够长的棒,我可以搬动地球。
学习了今天的知识你就明白了,今天我们一起学习。
思考
两千多年前古希腊哲学家、数学家、物理学家——阿基米德曾说过这样的豪言壮语:
1.通过观察生活和生产中的各种杠杆提取出共同特征,建立杠杆的概念
2.通过作图分析,知道杠杆的五要素
重点
学习目标
新知学习
思考
观察以下工具,它们有什么特点?
一、杠杆的定义
2.绕固定点转动
3.硬棒
1.有力的作用
物理学中,这种在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆
定义:
杠杆一定是直的吗?
杠杆可直可曲,形状任意
镊子
指甲剪
释疑
杠杆,是一种简单,但用途十分广泛的机械
生活中的杠杆
开瓶扳手
钓鱼竿
根据杠杆的定义,判断下列工具是不是杠杆?
针对训练
是
是
经过上面的学习我们知道了什么是杠杆,那接下来我们一块来看一下关于杠杆的几个名词
F1
向下撬
A
B
O
二、杠杆五要素
A
B
O
F1
支 点(O):杠杆绕着转动的点
动 力(F1):使杠杆转动的力
F2
阻 力(F2):阻碍杠杆转动的力
图中各种杠杆工作时的支点、画出动力、阻力的示意图
练一练
F2
O
F1
O
F1
F2
动力和阻力的方向是否一定相同?两者的方向与支点的位置有何关系?
?
动力、阻力的方向可以相同(支点在两个力的中间),也可以相反(支点在两个力的同侧),它们使杠杆转动的方向相反
动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点都在杠杆上
F1
F2
O
O
F2
F1
影响杠杆转动的因素只有支点、动力和阻力吗?
思考
改变了力的作用点,用同样大的力实现了不同的作用效果
钩码重2N,测力计拉力1.5N
钩码重1N,测力计拉力1.5N
能否不改变拉力的作用点,用1.5N的力提起重为2N的钩码呢?
钩码重1N,测力计拉力1.5N
钩码重2N,测力计拉力1.5N
动力臂(l1):从支点到动力作用线的距离
阻力臂(l2):从支点到阻力作用线的距离
动力(F1)
阻力(F2)
动力臂l1
o
注意:力臂不一定在杠杆上
(力的作用线:过力的作用点,沿力的方向的直线)
(动力作用线)
(阻力作用线)
阻力臂l2
可见,杠杆的使用还与力的位置和方向有关,我们用力臂的概念来包含这两个方面的含义
(1)找支点先确定杠杆的支点O和动力、阻力的方向。
(2)过力的作用点沿力的方向画出力的作用线。(必要时要用虚线将力的作用线延长)
(3)从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到垂线的距离就是力臂。
(4)标出力臂——最后用大括号或箭头勾出力臂,并在旁边写上字母l1或l2。
l2
l1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
力臂的作图方法:
画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
练一练
(力的作用线)
动力臂
阻力臂
动力
阻力
(力的作用线)
o
支点
杠杆“五要素”
画出动力臂和阻力臂
针对训练
l1
l2
杠杆
认识杠杆
杠杆的五要素
在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒
课堂小结
支点(O):杠杆绕着转动的点
动力(F1) :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距离
阻力臂(l2) :从支点到阻力作用线的距离
1.关于杠杆,下列说法中正确的是( )
A.杠杆一定是一根直的硬棒
B.杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中间位置
C.作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力方向相反
D.力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
D
随堂练习
2.如图所示,用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆,如果不计自重,在图中,能正确表示瓶起子工作示意图的是( )
B
A
B
C
D
3.如图所示是我国古代劳动人民利用横杆搬动巨大木料的场景,在使用时人向下拉动横杆的一端,与横杆相连的木料就被抬起,使横杆逆时针转动的力是( )
A. 木料的重力
B. 绳子对横杆的拉力
C. 右侧人的重力
D. 人对横杆的拉力
B
4.请画出图中杠杆的动力臂和阻力臂
O
F1
F2
l1
l2
5.[创新题·科学推理]小明家有个木衣架如下图所示,有一次放学回家他把书包挂在衣架A处,衣架倒了下来,木衣架倒下的这一瞬间可以把衣架看成________,为了防止衣架再次倒下来,请你帮小明提出改进意见 .(答案合理即可)
杠杆
减小挂衣钩的长度(或增大底盘的直径等)
活动与探究
园艺师使用的剪刀有很多种,如修整冬青树的剪刀、剪花枝的剪刀等,它们各有特点,请你调查一下,园艺师使用了哪些剪刀 它们各有什么特点 为什么这样设计