(共26张PPT)
第十二章
第1节
杠杆
这些工具在使用时,有什么共同特点?
它们工作时,能绕一个固定点转动。
1、在力的作用下,能绕固定点O转动的硬棒,叫做杠杆。
一、杠杆的概念:
支
点:杠杆可以绕其转动的点O。
动
力:使杠杆转动的力F1。
阻
力:阻碍杠杆转动的力F2。
动力臂:从支点O
到动力F1作用线的距离l1。
阻力臂:从支点O
到阻力F2作用线的距离l2。
F1
F2
l1
o
支
点(O
):杠杆可以绕其转动的点
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O
到动力F1作用线的垂直距离
阻力臂(
l2
):从支点O
到阻力F2作用线的垂直距离
l2
(力的作用线:过力的作用点,沿力的方向的直线)
2、杠杆的五要素:
杠杆模型
主要因素:
次要因素:
可以绕固定点O转动的硬棒
材质、形状
(1)定点(支点);
(2)画线(力的作用线);
(3)点向线引垂线(从支点向力的作用线画垂线段)。
3、画力臂的方法是:
注意:?力臂不一定在杠杆上;
?动力臂和阻力臂之和不一定等于杠杆长。
4、力臂的两种表示方法
?实线+箭头+垂直符号+物理量符号
?虚线+大括号+垂直符号+物理量符号
二、杠杆的平衡条件:
1.杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下静止不动时,我们就说杠杆平衡。
问题:为什么要调节杠杆在水平位置平衡?
②便于从杠杆上直接读出力臂。
注意:静止不动包括:水平静止或倾斜静止
①消除杠杆自身重力对实验的影响
实验步骤:
(1)调节平衡螺母,使杠杆水平平衡。
(左低右调,右低左调)
2.探究杠杆的平衡条件
(重点)
提出问题
杠杆在满足什么条件时才会平衡?
动力+动力臂=阻力+阻力臂
猜想与假设
动力-动力臂=阻力-阻力臂
动力
动力臂=阻力×阻力臂
×
动力÷动力臂=阻力÷阻力臂
(2)杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
(3)改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验。
(4)在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力,通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂。
次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
3.练习
l1=3l2,F1是F2的___倍。
F1:F2=2:5,l1:l2=____。
l1:l2=4:3,F2=60
N,F1=___。
F1=15
N,F2=75
N,l1=15
cm,l2=___。
1/3
5:2
45N
3cm
三、生活中的杠杆:
请仔细观察,利用撬棒撬石头时,它的动力臂和阻力臂,哪个更长呢?我们在使用时,是省力了?还是费力了呢?
F1
F2
l1
l2
o
1.省力杠杆:
动力臂大于阻力臂,动力小于阻力。
在生活中,你还发现了哪些工具是省力杠杆?
我们在使用省力杠杆时,得到了省力的利益,同时我们又付出了怎样的代价呢?
o
使用费力的杠杆,有什么好处呢?
请注意观察,赛艇的船浆在划水时,它的动力臂和阻力臂,哪个更长呢?我们在使用时,是省力了?还是费力了呢?
2.费力杠杆:
动力臂小于阻力臂,动力大于阻力。
在生活中,你还发现了哪些工具是费力杠杆?
使用费力杠杆,虽然费了力,但却省了动力作用点移动的距离。
3.等臂杠杆:
动力臂等于阻力臂,动力等于阻力。
物理实验室中,我们使用的天平就是等臂杠杆。
托盘天平
物理天平
注意:既省力又省距离的杠杆是没有的。
1.下列工具在正常使用中,属于费力杠杆的是
(
)
[练一练]
A.启瓶器
B.切纸铡刀
C.食品夹
D.羊角锤
C
2.小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时,他把杠杆挂在支架上,发现左端向下倾斜。
(1)若使杠杆在
位置平衡,需把平衡螺母向
端调节。
(2)如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码,则在B处要挂
个同样的钩码,杠杆才能重新位置平衡。
(3)若在C处挂6
N的钩码,用弹簧测力计作用在B点,要使杠杆在水平位置平衡,最小拉力的方向应该
,此时弹簧测力计的示数为
。
水平
右
2
O
A
C
B
竖直向上
2
N
3.如图所示,分别沿力F1、F2、F3、的方向用力,使杠杆平衡,关于三个力的大小,下列说法正确的是(
)
A.沿F1方向的力最小
B.沿F2方向的力最小
C.沿F3方向的力最小
D.三个力的大小相等
B
F3
F1
F2
O
L1
L3
L2
①动力作用点已知,支点与动力作用点之间的线段为最长力臂
①作线段:过动力作用点作最长动力臂的垂线段
②动力作用点未知,杠杆上距离支点最远的点与支点之间的线段为最长力臂
杠杆最小动力的确定
方法
步骤一:
找最长动力臂
步骤二:
作出最小力
②确定动力的方向:根据实际情况确定动力的方向
1、
O为支点,
作出使杠杆平衡的
最小的力的示意图
O
B
A
F
2、O为支点,作出使杠杆平衡的最小的力
A
O
B
C
3、在图3中画出在B点所施加的最小的力,能使杠杆如图平衡。
F
4.画出在A点把钉子拔出来所施加的最小力。
F
课堂小结
杠杆的概念
杠杆平衡的条件
杠杆的分类
4.一根粗细均匀的木棒重500
N,一头着地,求:抬起另一端所需最小的力有多大?