课件48张PPT。第十一章 简单机械和功——第一节 杠杆阿基米德:
给我一个立足点和一根足够长的棍,我就能搬动地球问:他凭什么说这样的话?
他又怎样才能做到呢?同学们请看:它们都有什么共同特点?都由较硬的材料制成,都能绕固定点转动,
都受到力的作用你还能举出与此
相同原理的更多例子吗?什么是杠杆?像这样一根硬棒,如果在力的作用下能绕固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。杠杆是简单机械的一种。杠杆:一根能在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。认识杠杆杠杆的五要素:支 点(o):动 力(F1):促使杠杆转动的力 杠杆绕着转动的点阻 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(力的作用线:过力的作用点,沿力的方向的直线)注意:动力指的是作用在杠杆上的力,受力物体是杠杆,动力作用点在杠杆上。同样,阻力也是作用在杠杆上的力,受力物体同样是杠杆,阻力作用点也在杠杆上。重点:怎样画杠杆的力臂归纳:1 找支点的位置
2 画力的作用线
3 从支点到力的作用线作垂线注意:1.力的作用线若需要延长时用虚线表示
2.不能忘了垂直符号
3.不能忘了写符号(力的作用线)动力阻力(力的作用线)手动抽水机现在我们再来看看阿基米德的豪言壮语。阿基米德虽然没有能够移动地球,但他的话却生动的告诉我们,利用杠杆能产生巨大的力。人们很早就会使用杠杆了,大约三千多年前,中国就有用来捣谷的舂,用来从井里汲水的,还有能够精确称量的天平和杆秤。为什么在杠杆的一端施加一个较小的力,在另一端就能产生较大的力呢?我们通常是在杠杆平衡的情况下使用杠杆的。那么什么是杠杆的平衡呢?以前学过力的平衡状态和二力的平衡条件,请同学门回忆。想一想:平衡状态:静止或匀速直线运动状态 。二力平衡条件:等大,反向,同线,同物思考:怎么的杠杆才算平衡呢? 当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,或作缓慢地匀速转动时,我们说杠杆平衡了。1:图1与图2有何不同之处?2:图1与图2有何相同之处?而今天我们只研究杠杆处于静止状态的平衡。那么杠杆的平衡条件是什么呢?今天我们通过实验共同来探究杠杆的平衡条件。O思考:F1L1与F2L2之间有什么样的关系呢?总结规律:杠杆的平衡条件:动力?动力臂=阻力?阻力臂F1×L1=F2×L2或也就是说,当阻力和阻力臂一定的时候,我们使用杠杆所用的动力是与动力臂成反比的,动力臂越大,所用的力就越小,这也就可以解释为什么我们可以用较小的力产生较大的力了。1。有一根杠杆,动力为1000N,阻力为3000N,动力臂为1.5m,求:它的阻力臂为多少?例:解 :根据杠杆的平衡条件:
F1L1=F2L2
L2=F1L1 / F2
=(1000N X 1.5m) / 3000N
=0.5m
答 :它的阻力臂为0.5m. 2.在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码(每个质量相等),杠杆仍然平衡,如图,则:·⑴左右力臂L1:L2=______?
⑵在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码,杠杆____(填“能或不能”)平衡? _____边下降?
2.在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码(每个质量相等),杠杆仍然平衡,如图,则:⑶若使杠杆再次平衡,可在 ___边的钩码下再挂 ___ 个钩码?
· 2.在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码(每个质量相等),杠杆仍然平衡,如图,则:⑷若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码,则 ___ 边将下降,-----“极端判断法”**在“研究杠杆的平衡条件”实验中:
①实验前要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在____位置平衡,这样做是 为了______________________________.若发现杠杆左端低、右端高,这 时应将两端的螺母都向_ _移.水平从杠杆上方便地读出或测量出力臂右②杠杆的支点通过杠杆的重心,这样做的目的是__________使重力作用线通过支点,重力臂为0 ,
不影响杠杆平衡条件③实验中,我们是根据测得的数据,通过计算____ ___________才归纳出杠杆的平衡条件是__ __。动力×动力臂和阻力×阻力臂 动力 ×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2 )利用杠杆的平衡条件解决有关问题 1、确定杠杆的支点。 2、分析杠杆受到的动力和阻力,明确各力的大小和方向。 3、确定各个力的力臂。 4、根据杠杆的平衡条件列出关系式求解,必要时要对结果进行讨论。问题:在用撬棒撬石头时,通常会感到省力些,这到底是为什么呢?L1oL2由 F1L1=F2L2
∵L1 〉L2
∴F1〈 F2
这是省力杠杆F2阻力臂L2F1动力臂L1hF2F1S=4h省力,费距离举例生活中省力标杆(4种以上)?省力杠杆的特点省力杠杆由 F1L1=F2L2
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
这是费力杠杆F2F1动力臂L1阻力臂L2费力杠杆的特点S=h/4h费力,省距离举例?费力杠杆由 F1L1=F2L2
∵L1 = L2
∴F1 = F2
这是等臂杠杆F2F1动力臂L1阻力臂L2不省力,也不省距离举例?小结小资料人体内的杠杆例:1.图中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆,其中费力杠杆是( )D在下列工具中省力的是哪一组( )
A. 铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉子;
B. 镊子、钓鱼杆、剪子;
C. 铡刀、天平、钓鱼杆;
D. 镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼杆。B下列说法中哪些是正确的( )
A. 使用杠杆一定会省力;
B. 省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂;
C. 动力臂是支点到动力作用点的距离;
D. 等臂杠杆不省力也不省距离。D图中的等臂杠杆处于水平位置并静止,B端绳子的拉力F与A端重力G相比( )
A. F=G;
B. F〈 G;
C. F 〉G;
D. 无法比较。C重点题型1、找最小的力(1)F1、F2、F3分别作用在A点,问这三个动力中哪个力最小? ∵F1 的力臂最长∴F1最小(2)如图,请在A点上作出最小动力的方向Fa、先找到最长的力臂:从支点到力的作用点的连线是最长的力臂b、作力臂的垂直线,并根据杠杆平衡条件判断出最小力的方向2、特殊杠杆:(1)如图,一粗细均匀的铁棒重为2000 N ,某人用手要将其一端抬起,问至少需要用多大的力? (2)小明和小华买了一个蛋筒冰淇淋,两人要平分这个冰淇淋,于是小明说:用杠杆平衡条件就合理了。如图所示,你认为这样分合理吗? G1G2L1L2(3)一正方体物体重为G,以一条边转动,则至少要用多大的力? ABCDEGLGLFF(4)一圆筒重为G,圆筒的半径为R,问至少要用多大的力才能将圆筒推上高为h的台阶?GOLGFLF3、杆秤:(1)秤砣的质量为0.5Kg,提纽到秤钩的距离为10cm,此时提纽到秤砣的距离为30cm,则鱼的质量为多少? F1=G鱼F2=G砣L1L2 O(2)若杆秤的长度为60cm,则此杠杆最大可称多少质量的物体? (3)怎样增大最大称量值? 增大杆长增大秤砣的质量减小秤钩到提纽的距离(4)若秤砣因长期使用而生锈,质量减小,则测得值比实际值要偏大还是偏小 ? 偏大感谢您的聆听