(共116张PPT)
思考:假如有一大石头挡道。我们用手搬不动,手边只有一根木棒,你们有没有办法将它搬走呢?
这三个用具有什
么共同特点
共同点:
①都是硬棒.(软的不行,直的弯的都可以)
②工作过程中都在转动,转动过程中有一点是不动的.
③除固定不动的点外,还要受到两个力的作用(一个能使它转动,另一个阻碍它转动).
顺时针转动
逆时针转动
1、杠杆:在力的作用下
能绕固定点转动的硬棒。
杠 杆
这些用具是杠杆吗?
在现实生活中,你还能举出哪些杠杆的实例呢?
中国古代对杠杆也有广泛的使用
2、杠杆的五要素:
这些概念很重要
O
O
O
F1
F1
F1
F2
F2
F2
O
使杠杆转动的力
动力:
F1
阻碍杠杆转动的力
阻力:
F2
2、杠杆的五要素:
支点O:
动力F1 :
阻力F2:
杠杆绕着转动的固定点
使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
这些概念很重要
作用点要画在杠杆上
O
F1
F2
找出支点、动力和阻力
O
F1
F2
找出支点、动力和阻力
o
F1
F2
l2
l1
动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离。
阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离。
2、杠杆的五要素:
支点O:
动力F1 :
阻力F2:
杠杆绕着转动的固定点
使杠杆转动的力
从支点到动力作用线的垂直距离
阻碍杠杆转动的力
从支点到阻力作用线的垂直距离
这些概念很重要
作用点要画在杠杆上
动力臂l1:
阻力臂l2:
o
F1
F2
杠杆的五要素
l2
l1
(1)先找支点O
(2)画出动力和阻力的作用线
(3)过支点0作力的作用线的垂直线段,即为力臂。
5、画杠杆示意图的方法:
(作用点要画在杠杆上)
F1
F2
O
画出各力和力臂
(1)找出支点的位置
(2)沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出
l1
l2
F1
F2
F2
O
力臂的两种表示方法:大括号和箭头
l1
l2
l2
画出动力臂和阻力臂
l1
l2
l1
l2
l2
l1
练 习
找出下列各图中动力和阻力,并画出杠杆力臂。
O
F1
F2
l2
l2
O
F2
F1
l2
l1
生产、生活中还有那些方面利用了
杠杆的原理?
F1
F2
O
O
F2
F1
O
F2
F1
l1
l2
o
F1
F2
L1
L2
O
F2
F1
O
F1
F2
O
F1
F2
F1
F2
O
l1
l2
F1
F2
O
l1
l2
l2
l1
l1
l2
l1
l2
l1
l2
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
画出图中各力的力臂
l1
l2
有关力臂的问题?
2 杠杆是否都是直的?
力臂是__到________距离。
思考讨论:
1 力臂一定在杠杆上吗?
3 若一力作用在杠杆上,作用点不变,但作用方向改变,力臂是否改变?
答:不一定
答:杠杆可以是直的,也
可以是弯的
答:要改变
想一想
支点
力的作用线的垂直
小资料
人体内的杠杆
很多机器上都有杠杆,可是你知道吗?人体中也有很多的杠杆在起作用呢?当我们拿起一件东西,点一点头,弯一弯腰或者翘一下脚尖,这时都得依靠人体的杠杆才能起作用呢!
3、人身上的杠杆
O
F2
F1
小资料
人体内的杠杆
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(如图),杠杆的支点在脊柱之顶,支点前后各有肌肉,头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长,就形成低头仰头动作,从图中可以看出来低头比仰头要省力。
小资料
小资料
人体内的杠杆
当你把脚尖翘起来的时候,是脚跟后面的肌肉在起作用,脚尖是支点,体重落在两者之间。这实际上是一个省力杠杆(如图),这时肌肉的拉力比体重要小。
小资料
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人体内的杠杆
如果你弯一下腰,肌肉就要付出大约1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆是一个费力杠杆(如图)。 我们长期弯腰工作时,往往感到腰部酸疼,就是肌肉被拉伤的缘故。
1、关于杠杆的下列说法中,正确的是( )
A、杠杆必须是一根直棒
B、杠杆不一定要有支点
C、杠杆可以是直的,也可以是弯的
D、作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向相反的方向转动
CD
2、下列关于力臂的说法中,正确的是( )
A、动力臂是指支点到动力作用点的距离
B、阻力臂是指支点到阻力作用线的垂直距离
C、动力臂与阻力臂之和等于杠杆长
D、当力的作用线通过支点时,力臂最大
B
3.画出下列杠杆力臂
练习
画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
F1
F2
O
O
l1
l2
l1
l2
课后练习1
l2
l1
第二课时:杠杆的平衡
图1
图2
1:图1与图2有何不同之处
图1在水平位置,图2不在水平位置
2:图1与图2有何相同之处
都处于静止状态
杠杆的平衡状态
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。
6、杠杆在动力和阻力的作用下保持静止状态或匀速转动状态时,我们就说杠杆处于平衡。
O
L1
L2
F1
F2
思考:杠杆平衡需要满足什么样条件呢?
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
动力 动力臂
(Ncm)
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
阻力 阻力臂
(Ncm)
1
50
2
100
100
1
100
2
100
3
300
150
2
300
3
50
4
200
100
2
200
思考:F1L1与F2L2之间有什么样的关系呢?
动力 X 动力臂=阻力 X 阻力臂
即F1L1=F2L2
7、杠杆的平衡条件:
F1 l2
F2 l1
____ ____
〓
或
思考与讨论
1. 杠杆两端装置两只可调节的螺母,能起什么作用
2.为什么在实验时,要求杠杆在水平位置静止呢
★作用是调节杠杆自身的平衡
便于从杠杆上直接读出或量出力臂的数值。
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?
2。一根轻质扁担长1.8m,前后两端分别挂上
重600N和200N的货物,问:人肩应挑在离前端
多远处才能使扁担平衡?
分析:人肩挑处是
扁担的支点O,前
后两货物的重分别
为动力和阻力,要
求的肩处离前端的
距离是动力臂。
F1=G1=600N
F2=G2=200N
O
L1
L2
L=1.8m
3。如果已知弹簧测力计对杠杆拉力的力臂与钩码对杠杆拉力的力臂之比为7﹕3,弹簧测力计读数是4.2N,杠杆自重忽略不计,那么钩码多重?
G
F1
F2
F1/F2==l2/l1
F11l==F2l2
l2
l1
4。如图:有一根粗细均匀的1m 长的木棒放在墙角,垂直作用在木棒上的力F使木棒与地面成600的角,已知木棒重力为G,求F的大小?
F
A
O
G
B
第三课时:杠杆平衡的应用
支 点(o):杠杆绕着转动的点
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
(力的作用线:过力的作用点,沿力的方向的直线)
在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒
复习回顾:
一.杠杆:
二.杠杆的平衡状态:
或
F1
L1
F2
L2
=
F1×L1=F2×L2
动力为F1,阻力为F2
静止或匀速转动
杠杆平衡条件:
o
F1
F2
L1
L2
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
由上分析可知:
杠杆平衡时:
又因为:L1>L2
所以,F1=
F1 L2
F2 L1
一.省力杠杆
F1
F2
L1
L2
O
h2
h1
特点:省力
:动力臂大于阻力臂
,费距离
o
F1
F2
L1
L2
二.费力杠杆
设动力为F1,阻力为F2
问题:利用杠杆是否一定能省力?
F1
L1
L2
O
F2
由上分析可知:
杠杆平衡时:
又因为:L1所以,F1>F2
=
F1 L2
F2 L1
二、费力杠杆:
h2
h1
O
特点:费力、省距离
h1 < h2
我们需要用费力杠杆吗?它有什么好处?
动力臂小于阻力臂
F2
F1
动力臂L1
阻力臂L2
O
由 F1L1=F2L2
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
这是费力杠杆
F2
F1
L1
L2
O
三、等臂杠杆:
动力臂等于阻力臂
特点:既不省力,也不省距离
由 F1L1=F2L2
∵L1 = L2
∴F1 = F2
这是等臂杠杆
讨论:下列杠杆属于哪一类杠杆?
它们是什么杠杆?
它们是什么杠杆?
使用时哪些是省力杠杆?
哪些费力杠杆?
练习一:
A
B
C
D
A
B
C
D
下列个杠杆是省力的( )
A
练习二:
B
C
D
A
B
C
下列哪个杠杆是省距离的( )
D
小结
省力杠杆的特点
A 动力臂大于阻力臂l1>l2,则F1B 省力但是费距离
费力杠杆的特点
A 动力臂小于阻力臂l1F2
B 费力但是省距离
等臂杠杆的特点
A 动力臂等于阻力臂l1=l2,则F1=F2
B 不省力也不省距离
对了,利用杠杆原理就可成功, 我们先将其中的甲木板的三分之一露在悬崖上,小卓站在甲木板的A端,小越扛着乙木板走到 甲木板的B端,将乙木板搭在B点和对岸之间,顺利的通过悬崖。然后小越再将乙木板拉回, 只让三分之一露出悬崖,小越站在C端,小卓将甲木板搭在乙木板上,然后通过甲木板,当小卓走到乙木板上的D点时,小卓将甲木板收起,扛到对岸,兄弟俩就顺利通过了这道悬崖。
动动脑
小卓、小越是一对双胞胎。今天刚一放暑假, 兄弟俩就准备到对面山上的外婆家去度假,可是走在半路上,他们发现,在到外婆家的路上有一个悬崖 ,悬崖上原来的木桥因天长日久,已经腐化,不复存在了。这可怎么办?兄弟俩只得四处寻找东西,希望找到一个合适的材料,能搭桥过去。真巧!他俩在一个破旧的房子里找到了两块木板,兄弟高高兴兴的扛到悬崖边,一试,不行!两块木板都不够长,就差那么一丁点!兄弟俩又急忙找绳子,这回可不那么幸运了,什么也找不到。这可怎么办?你能帮他们想个办法吗
动动脑
悬涯峭壁遇难题 杠杆原理显神通
请你思考一个问题:在第一幅图中,我们知道小卓离支点的距离为2/3的板长,如果小越向前走以后,离支点的距离超过了2/3,那么杠杆会不会失去平衡?对了,不会失去平衡,因为这时是两根杠杆,而不是一根杠杆,如果你对两 根杠杆分别进行分析,你会发现,他们其实是很安全的.
动动脑
苏州园林常用的剪刀(粗枝剪、细枝剪、整篱剪),根据杠杆的特点请指出它们的名称:
细枝剪 整篱剪 粗枝剪
第五课时 杠杆的应用
汲水的桔槔
古代的杠杆
1.如图4,杠杆处于平衡状态,F的力臂是什么
2.如图5,某一同学由图得出F1×OA=F2×OB,这个结论对吗 为什么
思考:
如图杠杆分别是哪种杠杆?
哪种剪纸方法省力?
哪种剪纸方法省距离?
什么时候采用哪种剪纸方法?
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。
提示
A
O
B
F
G
A
B
C
D
想一想
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。
L2
L1
A
B
C
D
A
O
B
G
方法:先画出力臂,再进行判断
什么时候F最小,为多少?
F1
F2
F4
F3
2、各式各样的剪刀都是一对对杠杆,要剪开较硬的物体,使用哪种剪刀最合适( )
1、一根杠杆动力臂与阻力臂之比是3:2,要使杠杆平衡,则动力与阻力之比是______.
2:3
B
G
G
G
G
3、在下图的四个杠杆均处于平衡状态,各杠杆上悬挂的物体重G均相等,所需的力分别为F1、F2、F3、F4,其中最小的是( )
4。 ①剪铁皮的剪子、②钓鱼杆、③天平、 ④电工钳,其中省力的杠杆是________省距离的杠杆________,等臂的杠杆是__________.
1、4
F1
3
2
5、一根杠杆AB长1m,支点距B端0.4m,现如图所示在A端挂一个重200N的物体G1,若要使杠杆平衡,则要在B端挂一多重的物体G2?
300N
6、左图中轻棒OA可绕O点转动,OA长1.8m,在杆上距O点0.6m处的B点用绳挂一个重120N的物体G,若要使OA如左图所示位置平衡,则在A点应施加的最小力为______N,试在右图中由所给条件作出该力的图示。
20
7、如图所示,重物G=400N,AB=20cm,BC=60cm,CD=60cm,求将重物G提起时所用的最小动力(图中装置可绕A点转动)。
80N
8、 用扳手拧生锈的螺母时,工人师傅常在扳手柄上再套一节管子,如图。这样就可以比较容易地拧下螺母,这是因为( )
A、套上的管子较重,可以省些力
B、套上的管子较粗,使用比较方便
C、套上管子后可以用较大的力
D、套上管子后增大了力
D
9、如图,人体前臂可以视作杠杆,当曲肘将手中重物举起时,阻力臂大小将 (填“增大”或“减小”)
减小
10、如图所示,用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块。若撬棒C点受到石块的压力是1500牛,且AB=1.5米,BC=0.3米、CD=0.2米,则要撬动该石块所用的力应不小于( )
A、500牛
B、300牛
C、200牛
D、150牛
D
11、如图的缝纫机踏板是杠杆,用脚踩踏板使用它工作时是( )
A、省力的
B、费力的
C、既不省力也不费力
D、可以省力也可以费力
12.、如图甲是锅炉的安全阀门自动控制的装置。请在图乙中画出杠杆OAB所受动力和阻力的示意图。
B
13、如图,先调节杠杆在水平位置平衡,然后在A点挂两个质量相同的钩码,欲使杠杆重新平衡,可在B点挂上同质量的钩码个数为( )
A、1 B、2 C、3 D、4
C
14、如图的杠杆,O为支点。若FAlA=FBlB,则此杠杆( )
A、一定静止不动 B、一定转动
C、可能静止不动 D、以上情况都有可能
B
15、如图所示,质量可以忽略不计的直杆OA长
为L,它能绕光滑的固定轴O转动,在杆上距
O点L/3的B处挂一个重为150牛的物体,并
在杆的A端作用竖直向上的力F,当杆静止时,
F= 牛。若在力F作用下,使物体慢慢提
高了0.1米,则力F所做的功为 焦。
50
15