(共27张PPT)
工作时,轴固定不动的滑轮叫定滑轮
工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮
1、定滑轮:
转轴固定不动的滑轮。
(1)特点:
不能省力,但可以改变力的方向。
(2)实质:
等臂杠杆。
2、动滑轮:
转动轴与重物一起移动的滑轮。
(1)特点:能省力一半,但不能改变力的方向。
(2)实质:动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。
使用如图所示的装置提起重物G,在三种方式中所用的拉力:
A F1最大。 B F2最大。
C F3最大。 D 三者一样大。
G
F1
F2
F3
定滑轮小结
讨论
一个体重为50千克的举重冠军,他可以抓举起100千克的杠铃。现在有一个定滑轮,上面挂着一条绳子,绳子一端栓着一块60千克的箱子。请问举重冠军用力拉绳的另一端,能不能把箱子提上去?
如图所示的两个滑轮重均为20牛,物体G的重力均为100牛,若要使物体匀速上升,则加在绳子自由端的拉力分别为FA=________牛,FB=________牛。
某人想用如图A、B、C、D所示的四个装置提升重物,若在这些装置中滑轮的重力均可忽略不计,在这些装置中,既不省力也不费力是________。
思考:
图中的滑轮是属于定滑轮吗
图中的F大小由什么决定
F
思考:
图中的滑轮是属于哪种滑轮
图中的F大小由什么决定
F
如图所示,在水平拉力F的作用下,物体匀速向右滑动时,弹簧秤示数为10牛,不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦,则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力f的大小分别是( )
(A)20牛 20牛
(B)10牛 20牛
(C)20牛 10牛
(D)10牛 10牛
n
F=
G总
或
3、使用滑轮组时,动滑轮和重物的总重由几股绳子承担,提起重物所用的力就是总重的几分之一;
G物
F=
n
+ G动
即
F
F
F
G
G
G
n=2
n=2
n=3
思考:
在左图所示的滑轮组中
(a)若动滑轮重G动不计,拉力F是多少?
(b)若动滑轮重G滑不能忽略,那么图中的拉力F应等于多少?
G/
G
F
1
4
F=
G物
1
4
F=
(G物+G动)
分析:图中吊起动滑轮的绳子股数为4
n
F=
G总
或
3、使用滑轮组时,动滑轮和重物的总重由几股绳子承担,提起重物所用的力就是总重的几分之一;
重物上升高度为h,则绳子自由端移动距离为nh。
即S绳=nh物
重物上升速度为v,则绳子自由端移动速度为nv。
即v绳=nv物
G物
F=
n
+ G动
即
思考:
现有一个动滑轮和一个定滑轮,有什么办法能够用100N的力提起一个300N的物体?画出绕绳的方法(不考虑动滑轮的重和绳的摩擦)
1、现有两个动滑轮和两个定滑轮,至少需要多大的力才能提起600N的物体?
例:缠绕滑轮的绳子最大只能承受300牛的拉力。用它连成如图的滑轮组,能否提升600牛的重物?(已知动滑轮重20牛,摩擦及绳的质量不计.)
1:如下图(a)所示,物体B重100N,在力F作用下匀速上升时,F应等于___N。(不计摩擦)
图(a)
F
2: 如上图(b)所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是__N.人匀速拉绳子的力是__N(动滑轮自重不计)
图(b)
100
100
50
如图所示,拉力F的大小等于____。
F
.
1
3
F=
f
f
N
G
T
如图所示,物体A重G=80N,在F=60N拉力下匀速前进,此时物体A受到的摩擦力等于____N.
(滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计)
A
F
.
f
N
T
G
1:竖直方向上有一对平衡力N和G
2:水平方向上有一对平衡力T和f
G=N=80N
f=T=120N
因为
T=2F=120N
120N
f
N
T
G
3:如图所示的四个滑轮组中,图__可省一半力,图__最费力,图___和图__用力大小一样。
(a)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(a)
(d)
巩 固 练 习:
1:如下图(a)所示,物体B重100N,在力F作用下匀速上升时,F应等于___N。(不计摩擦)
图(a)
F
2: 如上图(b)所示,物体A重为100N,挂重物的钩子承受的拉力是__N.人匀速拉绳子的力是__N(动滑轮自重不计)
图(b)
100
100
50
2、 如图所示,利用定滑轮,动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力G甲=G乙=G丙=60牛顿。则:
(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时,提升的物重分别是:F甲=______牛;F乙=_______牛;F丙=______牛。
(2)动滑轮重6牛,不计绳与滑轮之间摩擦,提升的物重分别是:F甲=______牛;F乙=______牛;F丙=______牛。
60牛
30牛
20牛
60牛
33牛
22牛
3、 如图所示,利用定滑轮,动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=60牛顿。则:
(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时,提升的物重分别是:G甲=______牛;G乙=_______牛;G丙=______牛。
(2)动滑轮重6牛,不计绳与滑轮之间摩擦,提升的物重分别是:G甲=______牛;G乙=______牛;G丙=______牛。
60
120
180
60
54牛
174
二、滑轮组在水平位置的例题
例1、如图所示,用此滑轮组匀速拉动放在水平面上的物体,若物体重150牛,物体与水平面间的摩擦力为30牛,则所需拉力F为________牛。(滑轮重及摩擦均不计)
F
分析:如图所示,绳子股数
n = 3 则拉力 F = 1/3f
10
例2、如图所示,物体重力为100N,在大小为20N的水平拉力作用下匀速前进,这时物体受到的摩擦大小等于__________N(滑轮重及摩擦不计)
F
分析:如图所示,绳子股数
n = 2则摩擦力 f = F
10
3、如图所示,物体A重G=80N,在F=60N拉力下匀速前进,此时物体A受到的摩擦力等于____N.(滑轮自重及绳子与滑轮的摩擦不计)
A
F
120
4、如图所示,用滑轮组牵引重物在水平地面上匀速移动,已知所用拉力F=100N,滑轮本身的重及摩擦不计,则重物与地面间的摩擦力是多少牛顿?当物体移动1.5m时,绳子自由端拉过的距离是多少?
F
第4题(共97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
l1
O
F2
F1
l2
l1
B
F2
O
F1
A
F2
B
O
A
F1
画出图中各力的力臂
l1
l2
l2
l1
l1
l2
l1
l2
l1
l2
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
F1
F2
O
l1
l2
O
F2
F1
O
F1
F2
O
F1
F2
F1
F2
O
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
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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
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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
2
3
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?
4 150 1 150 50 3 150
动力 X 动力臂=阻力 X 阻力臂
7、杠杆平衡的条件:
F1 l2
F2 l1
____ ____
〓
或
即F1 F2l2
l1
〓
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。
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?
F1=G1=600N
F2=G2=200N
O
L1
L2
L=1.8m
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?
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
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
o
F1
F2
l2
l1
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 F1L1=F2L2
∵L1 〉 L2
∴F1 〈 F2
这是省力杠杆
o
F1
F2
l2
l1
1.省力杠杆:
特点:省力,费距离
l1>l2,F1F2
F1
动力臂L1
阻力臂L2
O
由 F1L1=F2L2
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
这是费力杠杆
问题:在使用缝纫机时,脚踏踏板通常会感到很酸这到底是为什么呢
F2
F1
动力臂L1
阻力臂L2
O
2、费力杠杆:
特点:费力、省距离
l1<l2,F1>F2
O
F2
F1
l1
l2
那么天平又是什么杠杆呢?
由 F1L1=F2L2
∵L1 = L2
∴F1 = F2
这是等臂杠杆
O
F2
F1
l1
l2
3、等臂杠杆:
L1=l2,F1=F2
特点:既不省力,也不省距离
8、杠杆的种类:
(1)省力杠杆:l1>l2,F1(2)费力杠杆:l1F2 费力、省距离
(3)等臂杠杆:l1=l2,F1=F2 既不省力、不省距离
特 点
讨论:下列杠杆属于哪一类杠杆?
省力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
它们是什么杠杆?
省力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
它们是什么杠杆?
费力杠杆
费力杠杆
使用时哪些是省力杠杆?
哪些费力杠杆?
手柄长于刀口的为省力杠杆
刀口长于手柄的为费力杠杆
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
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?
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。
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、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
7、 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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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