(共38张PPT)
第十一章 简单机械和功
11.1 杠杆(第1课时)
(苏科2024版)九年级
上
01
教学目标
02
新知导入
03
新知讲解
04
典例分析
05
课堂练习
06
课堂小结
(苏科2024版)九年级
上
PART 1 教学目标
(苏科2024版)九年级
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01
教学目标
1. 通过观察生活实例(如剪刀、跷跷板)和实验演示 ,了解杠杆是一种能绕固定点转动的硬棒,明白其省力或改变用力方向的原理,培养科学探究与现象解释的核心素养;
2. 通过图示分析 ,了解杠杆五要素(支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂)的定义及其相互作用关系,明白各要素对杠杆平衡的影响,强化物理建模与逻辑分析能力;
3. 通过绘制杠杆示意图并标注力臂 ,掌握从支点到力的作用线的垂直距离作图方法,明白力臂决定杠杆效果的关键作用,培养空间几何思维与工程实践意识。
PART 2 新知导入
(苏科2024版)九年级
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02
新知导入
02
新知导入
在古代,人类就学会利用一些自然材料如石头、木头、兽骨、植物纤维等来制造工具。人们知道,单纯依靠自己肌肉产生的力量是有限的,制造一些工具可以产生更好的效果。杠杆就是这样的一类工具。你使用过杠杆类的工具吗?能说说它的作用吗?
开罐头
铁路维修
舂(chōng)米
PART 3 新知讲解
(苏科2024版)九年级
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03
新知讲解
如图 (a)所示,用硬棒(可选择直尺或铅笔)和橡皮撬动课本,观察撬课本的过程;结合生活中的切纸刀[图 (b )]、开瓶器[图 (c)]、钓鱼竿[图 (d)]等工具,分析这些工具在使用时有什么共同的特点?
03
新知讲解
木板上钉了一枚图钉,你能直接用手把它拔出来吗
做一做
议一议
你是怎样拔出图钉的 有哪些方法 哪一种方法更方便、省力
方法①:用螺丝刀撬出来;方法②:用羊角锤拔出来。
图钉很小,而且用手拔时需要用很大的力才行,所以直接用手很难把它直接拔出来。
请从图11-1中选择合适的工具把图钉拔出来。
选择羊角锤。
羊角锤能够方便地卡住图钉,使用时相当于一个省力杠杆,所以选择图中的羊角锤更方便、省力。
图11-1 拔图钉
03
新知讲解
①先用螺丝刀将图钉撬出一点,再用羊角锤拔出图钉;
②还可用螺丝刀将图钉撬出一点,再用钳子拔出图钉;
③若图钉帽未紧贴木板,也可直接用羊角锤或钳子拔出图钉。
(答案不唯一,方法有多种,合理即可)
在以上方法中,用羊角锤拔出图钉最方便、省力。
F
o
F
o
结一结
03
新知讲解
图例
解析
人用力拉羊角锤的柄,羊角锤可绕着O点转动,可将钉子拔出来
人用力推撬棒,撬棒可绕着O点转动,可将木箱撬起来
人用力压抽水机的柄,柄可绕着O点转动,将活塞提上来
析一析
03
新知讲解
1.定义:物理学中,将在力的作用下可绕一固定点
转动的硬棒称为杠杆。
注意:
(1)“硬棒” 是指在力的作用不发生形变。
(2)杠杆可以是直的,也可以是弯曲的。如钓鱼竿、指甲剪、脚踏式翻盖垃圾桶。
03
新知讲解
开瓶起子 钳子 钓鱼竿
扫把
镊子
生活中的杠杆
剪刀
跷跷板
03
新知讲解
O
l1
2.杠杆五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
(1)支点:杠杆绕着转动的点,即图中的点O。
(2)动力:使杠杆转动的力,即图中的 F 。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,即图中 的 F 。
(4)动力臂:从支点到动力作用线(通过力的作用点沿力的方向所引的直线)的距离 ,即图中的l 。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用l2表示。
l2
F1
F2
03
新知讲解
03
新知讲解
3. 力臂的画法
第一步:先确定支点O和动力F1、阻力F2的方向;如图所示。
第二步:确定动力和阻力的作用线。从动力、阻力作用点沿力的方向(或反方向)分别画虚线,即为动力、阻力的作用线,如图所示画出了动力F1的作用线。
第三步:画出动力臂和阻力臂。由支点向力的作用线作垂线,从支点到垂足的距离就是力臂,并标明动力臂与阻力臂的符号“l1”、“l2”,如图所示。
03
新知讲解
03
新知讲解
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
在杠杆的使用中,杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。
杠杆在满足什么条件时,才会平衡呢?
画出图中杠杆各力的力臂。
PART 3 典例分析
04
典例分析
例1. 阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理,而我国大约在3000年前就出现了能精准称量的天平。下列物体中,不属于杠杆的是( )
A.船桨 B.剪刀 C.剪指甲刀 D.茶壶
【答案】D
【详解】ABC.船桨、剪刀、剪指甲刀在使用的过程中能够围绕支点转动,它们都属于杠杆,故ABC不符合题意;
D.茶壶的上端开口,下端连通,属于连通器,是利用了连通器的原理,故D符合题意。
故选D。
D
2.关于杠杆,下列说法正确的是( )
A.杠杆一定是一根直的硬棒
B.杠杆一端转动的点,叫做支点
C.力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
D.杠杆上的动力一定与杠杆的阻力方向相反
【答案】C
【详解】A.杠杆是能够绕着固定点转动的硬棒,杠杆不一定是直的,也可能是弯曲的,故A错误;
B.杠杆绕着固定点转动的固定点,称为杠杆的支点,故B错误;
C.力臂是过支点做力作用线的垂线段,因此可能不在杠杆上,故C正确;
D.若动力与阻力不在支点的同一侧,为使杠杆平衡,动力和阻力方向相同,故D错误。
故选C。
04
典例分析
C
3.如图所示,用瓶起子开瓶盖时,下列对应的图示正确的是( )
【答案】B
【详解】图中,瓶起子开瓶盖时,起子顶端与瓶盖接触的点为支点,起子与瓶盖边缘接触的位置是阻力作用点,瓶盖对起子的阻力向下,手对起子的作用力向上,故ACD错误,B正确。故选B。
04
典例分析
B
4.按照题目要求作图,如图所示,作出铡刀的两个力臂,并标明l1和l2.(保留作图痕迹)
【答案】
04
典例分析
04
典例分析
5.汽车中的刹车装置利用了杠杆原理,脚踩踏板时,曲轴绕O点转动,示意图如图所示,请在图中画出脚对踏板压力F的示意图及力臂l。
【答案】见右图。
【详解】脚对踏板压力,垂直踏板向下,作用点在脚与踏板接触面的中点,因此过中点作垂直踏板向下的力为F;过支点作该力的垂线段为力臂,作图如图所示。
PART 5 课堂练习
(苏科2024版)九年级
上
05
课堂练习
1.如图所示,使用起子向上用力打开瓶盖时,起子可视为杠杆,这时杠杆的支点是 ( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
A
05
课堂练习
A
A B C D
2. 如图所示,O点为杠杆支点,在杠杆右端施加力F,某同学画出力F的力臂l,其中正确的是( )
05
课堂练习
3.如图所示,小华用苹果和橘子来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆顺时针转动的力是( )
A.苹果的重力
B.橘子的重力
C.杆对橘子的支持力
D.橘子对杆的压力
D
05
课堂练习
4.在如图所示的杠杆中,O是_______,若F1是动力,则F2是_______,动力臂是_______,阻力臂是_______.
支点
阻力
OB
OA
05
课堂练习
5.如图所示,画出用起子撬图钉的动力F1的力臂L1。
05
课堂练习
6.如图所示,0为杠杆的支点,作用在A点的4个力中,力臂最长的是( )
A.F1
B. F2
C. F3
D. F4
C
05
课堂练习
7.如图所示,请画出阻力F2的力臂l2,并作出动力臂为l1的动力F1的作用线。
05
课堂练习
8.如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动。在图上画出动力臂L1和阻力臂L2。
PART 6 课堂小结
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上
06
课堂小结
定义:
支 点(o):
动 力(F1):
阻 力(F2):
动力臂(L1):
阻力臂(L2):
杠杆的五要素
杠杆绕着转动的点
促使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
从支点到动力作用线的垂直距离
从支点到阻力作用线的垂直距离
杠 杆
力臂
作法
一找点:
二画线:
三作垂线:
首先找到支点的位置
其次画出力的作用线
从支点向力线作出垂线段
四标力臂:
支点到垂足线段
在力的作用下能绕着固定点转动的一根硬棒
Thanks!
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