11.1 杠杆（新课） —苏科版九年级物理上册课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第十一章简单机械和功
11.1
杠
杆
第1课时
【关于机械】
当我们做一件事，仅靠人力无法完成时，就需要用到机械，无论多么复杂的机械也是由几类最基本的简单机械组合而成的，本章开始我们就来学习几种简单机械！
【一、什么是杠杆】
（方法一）
（方法二）
【定义】如上图，在力F的作用下可绕一固定点O转动的“硬棒”，称为杠杆。
O
F1
F2
【5个与杠杆有关的名词】
【小知识】
1.支点在杠杆上，并且支点可能在杠杆上的任何位置；
2.两个力的作用点在杠杆上（都是杠杆受到的力）；
3.两个力对杠杆的作用效果分别是一个使杠杆转动，另一
个阻碍杠杆转动；
4.两步画力臂：一画力所在的直线，二画支点到该直线的
垂直距离。
【生活中的杠杆】
如图所示的杠杆中，O是支点，杠杆是
，若F1是动力，则F2是
，动力臂是
，阻力臂是
。
【当堂训练】
阻力
OB
OA
OD
11.1
杠
杆
第2课时
【二、探究杠杆的平衡条件】
如图实验器材：
1、杠杆上刻有间隔1cm的刻度，两端有平衡螺母；
2、弹簧测力计竖直向下的拉力为F1;
3、钩码（每个100g）竖直向下的拉力为F2;
4、实验前，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位
置平衡（消除杠杆重力对实验的影响）;
5、实验过程中，使杠杆在水平位置平衡，让两个力臂落
在杠杆上（便于从杠杆上直接读出力臂）;
6、有四个量（F1、l1、F2、l2）影响杠杆的平衡，所以要进行多次实验（使实验结论具有普遍性）。
【小知识】我们把杠杆处于静止或者匀速转动时，称为杠杆处于平衡状态。
杠杆的平衡条件（杠杆原理，最早由阿基米德发现）：
F1
l1
=
F2
l2
上表为某次实验时收集的数据，分析数据，你可以得到些什么？
1、平衡条件中涉及到了四个量，知道其中任意三个量都可以求出
第四个量；
2、当满足平衡条件时，力臂大的力小，力臂小的力大，力臂相等时力也相等；（省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆）。
【结论】
【评价】
次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
①
4
3
2
6
②
6
3
3
6
③
4.5
4
3
6
④
3
4
3
4
1、省力杠杆
【特点】
如右图:
1.动力臂OC大于阻力臂OD,由杠杆平衡条件知，动力F1小于阻力F2，省力;
2.但是，动力移动的距离AC大于阻力移动的距离BD，费距离；
3.生活中，羊角锤，啤酒板，绿化剪等都属于省力杠杆。
【杠杆分类】
2、费力杠杆
【特点】
如右图:
1.动力臂OC小于阻力臂OD,由杠杆平衡条件知，动力F1大于阻力F2，费力;
2.但是，动力移动的距离AC小于阻力移动的距离BD，省距离。
3.生活中，镊子，筷子，扫帚，船桨等都属于费力杠杆。
3、等臂杠杆
【特点】
如图天平:
1.动力臂
=
阻力臂；
2.动
力
=
阻
力；
3.当天平在水平位置平衡时，两边质量相等。
如图扁担长2m，两端物体的质量分别为50kg和30kg。若不考虑扁担的重力。人的肩头应在什么位置，扁担才平衡?
解：
如图把问题简化成杠杆模型；
杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2
其中：F1
=G1=
m1g
,
l1
=
AO
F2
=G2=
m2g
,
l2
=
AB-AO
m1=50kg、m2=30kg、AB=2m
带入平衡条件得：AO=0.75m；
即：肩头应在离A端0.75m处，扁担才平衡
。
【当堂训练】
11.1
杠
杆
第3课时（拓展）
如何画最小力F1？
【拓展1】
（情况1）
如图给定:①支点O
②阻力F2=G
③阻力臂l
2
=OA
④F1的作用点B;
【方法】
如右图:
1.连接支点O与F1的作用点B；
2.以OB为力臂画力（注意力的方向）。
（情况2）
如图给定:①支点O
②阻力F2=G
③阻力臂l
2
=OB;
【方法】
如右图:
1.在杠杆上找到一个离支点O最远的点B，做为F1的作用点；
2.连接支点O与F1的作用点B；
3.以OB为力臂画力（注意力的方向）；
（情况3）
如图给定:①阻力F2及其作用点B
②支点可能是点A，也可能是点C;
【方法】
如右图:
1.先确定支点为A（阻力臂变化不大，动力臂变化范围大）
2.在杠杆上找到一个离支点A最远的点D，做为F1的作用点；
3.连接支点A与F1的作用点D；
4.以AD为力臂画力（注意力的方向）；
动态平衡分析
【拓展2】
（情形1）如图，力F始终与杠杆垂直，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2=G
与
l
1=OA
保持不变，l
2
变大；
②由杠杆平衡条件得：F
=
F2l
2/l
1；
③故，F变大；
（情形2）如图，力F的方向保持水平向右，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2=G保持不变，l
2
变大，l
1变小；
②由杠杆平衡条件得：F
=
F2l
2/l
1；
③故，F变大；
注意：此情况下杠杆不可能到达水平位置（当杠杆无限接近水平位置时，l
1无限接近于零，F无穷大）。
（情形3）如图，力F的方向保持竖直向上，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2=G保持不变，l
2
与l
1同时变大，且比值为0.5；
②由杠杆平衡条件得：F
=
F2l
2/l
1；
③故，F=0.5G
保持不变；
（情形4）如图，杠杆保持静止，力F的方向由竖直向上变为水平向右的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2与l
2
保持不变，l
1先变大后变小；
②由杠杆平衡条件得：F
=
F2l
2/l
1；
③故，F先变小后变大（当F与杠杆垂直时F最小）；
如图，轻质杠杆两边所挂的每一个钩码均相同，杠杆在水平位置平衡。在下列情况下，杠杆仍在水平位置保持平衡的是（
）
A．两边都减少一个钩码
B．两边的钩码下各加挂一个相同的钩码
C．左边钩码向右移一格，右边钩码同时向左移一格
D．右边加挂一个相同钩码，左边钩码同时向左移一格
【当堂训练】
D
【人体关节】
1、杆秤上的两个提钮有什么区别？
2、杆秤上的刻度有那些特点？
3、秤砣生锈对测量结果有什么影响？
4、秤砣破损对测量结果有什么影响？
【思考】
【
杆
秤
】