(共23张PPT)
9.1 杠杆
阿基米德曾说过:给我一个支点,我就可以撬起整个地球。
观察与思考:
下列机械在使用中有什么共同的特点?
都是绕工具上某一固定点转动的
一.杠杆
1.定义:我们把在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫作杠杆。
2.条件:
力
绕固定点
硬棒
①力的作用
②绕固定点转动
③硬棒
(不一定是直棒,硬质,不易发生形变)
3.杠杆五要素:
(1)支点:绕着转动的固定点(O);
(2)动力:驱使杠杆转动的力(F1);
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力(F2);
O
F1
F2
(4)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离L1;
l1
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离L2
l2
(力的作用线:过力的作用点,沿力的方向的直线;是虚线,用则画,不用不画)
都是杠杆的受力!
支点O
动力臂l1
阻力臂l2
动力F1
阻力F2
4.力臂的作图
1.找出支点O;
2.沿力的方向作出力的作用线;
3.从支点向力的作用线作垂线段;
一找支点,二画线,三画距离,四标注。
4. 标出相应的力臂符号。
练习:力臂的画法
O
F2
F1
L1
L2
l1
F1
l2
F2
O
F2
O
F1
L1
L2
练习:力臂的画法
o
F1
F2
L1
L2
物体的平衡状态
杠杆的平衡状态
保持匀速直线运动
保持静止
保持匀速转动
保持静止
思考:杠杆满足什么条件时才会平衡?
A、B两图中的杠杆处于平衡状态,实验时采用哪幅图?为什么?
讨论1:
实验时,使杠杆在水平位置平衡,
讨论2:
讨论3:
实验前,如何调节杠杆在水平位置平衡
杠杆左端高,该怎样调节平衡螺母
A
B
平衡螺母调节方法:哪边高向哪边调。
探究杠杆的平衡条件:
①实验时,便于在杠杆上直接读出力臂的大小;
②实验前,使杠杆自重对杠杆平衡无影响。
目的:
(1)调节平衡螺母,使杠杆水平平衡。
(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记录在表格中。
(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记录在表格中。
实验操作:
收集证据:
二.杠杆的平衡条件
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
F1L1= F2L2
1.结论:
实验次数 F1/N L1/格 F2/N L2/格
1 2 4 4 2
2 3 2 2 3
F1+ L1 F2+ L2
2+4 4+2
3+2 2+3
3 4 1 2 2
F1×L1 (N·格) F2×L2 (N·格)
8 8
6 6
4 4
分析表格数据
O
l1=9m
l2=7cm
F1=200N
F2
杠杆的平衡条件应用
练习:
由F1l1=F2l2 得:
解:
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×9m
0.07m
=2.57×104N
m
=
F2
g
=
10N·kg—1
2.57×104N
=2.57×103kg = 2.57t
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
观察与思考:
三.杠杆的分类
1.省力杠杆
F1L1= F2L2
L1> L2 ; F1< F2
虽然省力,但费距离
2.费力杠杆:L1< L2 ; F1> F2
F1L1= F2L2
虽然费力,但可以省距离
3.等臂杠杆:L1= L2 ; F1= F2
F1L1= F2L2
不省力也不省距离,可以改变力的方向。
一、杠杆
1.我们把绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。
2.杠杆五要素:支点O、动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2 。
小结
三、杠杆的分类
1.等臂杠杆:L1= L2 ; F1= F2
2.省力杠杆:L1> L2 ; F1< F2
3.费力杠杆:L1< L2 ; F1> F2
二、杠杆的平衡条件
1.杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时,我们称为杠杆平衡。
2.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1= F2 L2)。
1.用杠杆撬一块重1000N的石块,如果动力臂长100cm,阻力臂长20cm,那么要用_______N的力就可以撬起石块。
2.如果作用在杠杆上的动力是100N,动力臂与阻力臂之比是5:1,那么杠杆平衡时,阻力是_______N。
练习:
3.如图所示,杠杆平衡,若在右端钩码下加挂2个等重的钩码,左端钩码的位置应当______移_____格,才能使杠杆重新平衡。
2.请对下列器具应用的杠杆进行分类:
省力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
费力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
3.请对下列器具应用的杠杆进行分类:
分辨杠杆:特殊
桔槔(jiegao)
辘轳