1.杠桿 (2)(精品)

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1、,第十一章機(jī)械與功,第,1,節(jié)杠 桿,1.,認(rèn)識(shí)杠桿，能分清杠桿的五要素,.,2.,通過實(shí)驗(yàn)，探究杠桿的平衡條件及應(yīng)用.,3.,知道省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿的特點(diǎn)，會(huì)畫力臂,.,4.,知道杠桿在生活中的應(yīng)用.,學(xué)習(xí)目標(biāo),新課目標(biāo),新課引入,人的力量是有限的，但人類的智慧是無窮的，人類在漫長(zhǎng)的歷史中創(chuàng)造了各種各樣的工具，使工作更省力、更方便，這些工具統(tǒng)稱為,機(jī)械,.,這些工具在使用時(shí)，有什么共同特點(diǎn)？,它們工作時(shí)，能繞一個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng).,樹枝剪,抽水機(jī),鍘紙刀,開瓶器,杠桿是最簡(jiǎn)單的機(jī)械,.,只要在力的作用下能夠繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的堅(jiān)實(shí)物體都可以看做杠桿,.,F,1,F,2,o,支點(diǎn),：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)

2、的支撐點(diǎn),O,動(dòng)力,：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,F,1,阻力,：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力,F,2,新課講解,杠桿,一,鋼絲鉗 桿秤 瓶蓋起子,道釘撬 火鉗 獨(dú)輪車,生活中常見的杠桿,復(fù)雜的機(jī)械是由簡(jiǎn)單的機(jī)械組成的,.,蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)等許多機(jī)器中都包含了各式各樣的杠桿,.,挖掘機(jī)利用杠桿來控制翻斗,塔式起重機(jī)的吊臂是杠桿,1.,杠桿平衡：當(dāng)動(dòng)力和阻力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相互抵消時(shí)，杠 桿將處于平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)叫做,杠桿平衡,.,觀察：杠桿平衡,右圖是一個(gè)平衡的杠桿，移動(dòng)一邊鉤碼的懸掛點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？,杠桿的平衡條件,二,杠桿會(huì)傾斜，不再處于平衡狀態(tài),.,如下圖所示，用帶桿的滑輪向左或向右推動(dòng)右邊

3、掛鉤碼的懸線，改變作用力的方向，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？,實(shí)驗(yàn)表明，杠桿的平衡不僅與,動(dòng)力和阻力的大小,有關(guān)，還與,力的作用點(diǎn),及,力的作用方向,有關(guān),.,杠桿會(huì)傾斜，不再處于平衡狀態(tài),.,支 點(diǎn),(,O,),：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn).,動(dòng) 力,(,F,1,),：促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力.,阻 力,(,F,2,),：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力.,動(dòng)力臂,(,L,1,),：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離.,阻力臂,(,L,2,),：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離.,F,1,F,2,L,1,o,L,2,為了便于描述，我們引入力臂的概念,.,如下圖所示，通過力的作用點(diǎn)沿力的方向的直線叫做,力的作用線,.,從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫做力臂,

4、.,杠桿五要素：,L,2,L,1,B,F,2,O,F,1,A,F,2,B,O,A,F,1,作力臂的方法,找出支點(diǎn)的位置,從支點(diǎn)作動(dòng)力、阻力作用線的垂線,確定動(dòng)力、阻力作用線,標(biāo)垂足，定力臂,畫出圖中杠桿各力的力臂,F,1,F,2,L,1,L,2,F,1,F,2,L,1,O,L,2,O,典例與精析,探究杠桿的平衡條件,提出問題,：杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡？,猜想與假設(shè),：,類似于二力平衡條件，杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂可能存在某些數(shù)學(xué)運(yùn)算相等的關(guān)系.,假設(shè)一：,F,1,L,1,=,F,2,+,L,2,假設(shè)二：,F,1,L,1,=,F,2,L,2,假設(shè)三：,F,1,/,L,1,=,

5、F,2,/,L,2,假設(shè)四：,F,1,L,1,=F,2,L,2,F,1,F,2,O,L,1,L,2,實(shí)驗(yàn)與探究,實(shí)驗(yàn)步驟：,實(shí)驗(yàn)器材：,杠桿平衡實(shí)驗(yàn)裝置、鉤碼,.,調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿不掛鉤碼時(shí)在水平位置平衡,(,便于測(cè)量力臂,),.,給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿平衡.這時(shí)杠桿兩端受到的作用力等于各自鉤碼的重量.,把支點(diǎn)右邊的鉤碼重量當(dāng)作動(dòng)力,F,1,，支點(diǎn)左邊的鉤碼重量當(dāng)作阻力,F,2,；量出杠桿平衡時(shí)的動(dòng)力臂,L,1,和阻力臂,L,2,；把相應(yīng)的數(shù)值填入表中.,改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂,的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn).,實(shí)驗(yàn)次數(shù),動(dòng)力,F,1,/

6、N,動(dòng)力臂,L,1,/m,阻力,F,2,/N,阻力臂,L,2,/m,1,0.5,2,1,1,2,1,2,2,1,3,2,1,0.5,4,杠桿平衡的條件是，動(dòng)力,動(dòng)力臂,=,阻力,阻力臂.,數(shù)據(jù)分析：,由表格中的數(shù)據(jù)可知，動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積恰好等于阻力與阻力臂的乘積.,結(jié)論：,F,1,L,1,=F,2,L,2,它的含義：如果動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，那么動(dòng)力就是阻力的幾分之一,.,三類杠桿：,若,l,1,l,2,，則,F,1,F,2,若,l,1,=,l,2,，則,F,1,F,2,若,l,1,l,2,，則,F,1,F,2,省力杠桿,等臂杠桿,費(fèi)力杠桿,小結(jié)：,判斷杠桿的類型，實(shí)際就是比較動(dòng)力臂和阻力臂

7、的大小,杠桿的分類,三,根據(jù)支點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)力與阻力作用線的位置關(guān)系，杠桿可分為省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿,.,F,1,F,2,動(dòng)力臂,L,1,阻力臂,L,2,O,由,F,1,L,1,=,F,2,L,2,L,1,L,2,F,1,F,2,這是,省力杠桿,1.,省力杠桿,省力杠桿特點(diǎn)：動(dòng)力臂大于阻力臂，動(dòng)力小于阻力.,在生活中，你發(fā)現(xiàn)了哪些工具是省力杠桿？,我們?cè)谑褂檬×Ω軛U時(shí)，省了力，但費(fèi)動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離,.,阻力臂,L,2,由,F,1,L,1,=,F,2,L,2,L,1,L,2,F,1,F,2,這是,費(fèi)力杠桿,2.,費(fèi)力杠桿,F,2,F,1,動(dòng)力臂,L,1,O,費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)：動(dòng)力臂小于阻力

8、臂，動(dòng)力大于阻力.,在生活中，你發(fā)現(xiàn)了哪些工具是費(fèi)力杠桿？,使用費(fèi)力杠桿，雖然費(fèi)了力，但卻省了動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離.,物理實(shí)驗(yàn)室中，我們使用的天平就是等臂杠桿.,托盤天平,物理天平,3.,等臂杠桿,特點(diǎn)：動(dòng)力臂等于阻力臂，動(dòng)力等于阻力.,討論交流：研究桿秤,桿秤曾是我國應(yīng)用最廣泛的稱重工具，這是一種典型的杠桿,.,試分析它的工作原理，并比較它和天平的優(yōu)缺點(diǎn),.,桿秤,天平,桿秤是我國勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，它是一種典型的杠桿,.,利用它來稱量貨物的質(zhì)量時(shí)，如圖所示，,O,1,是杠桿的支點(diǎn)，,F,1,（,F,1,=,G,砣,)、,F,2,（,F,2,=,G,貨,),分別是動(dòng)力和阻力，由杠桿的平衡條件

9、,F,1,L,1,=F,2,L,2,知，當(dāng),F,2,改變時(shí)，只需相應(yīng)地改變,L,1,就可以使杠桿再次在水平位置平衡，桿秤還可以通過改變支點(diǎn)位置來改變量程，如支點(diǎn)選在,O,2,位置，桿秤量,程會(huì)增大，與天平相比，桿秤雖然沒,有天平稱量精確，但它有操作簡(jiǎn)便、,攜帶方便等優(yōu)點(diǎn),.,我國,2000,多年前墨經(jīng)中對(duì)杠桿原理的利用,搗谷的舂和井上汲水的桔槔,.,杠桿及其平衡條件,杠桿,定義：在力的作用下，能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，叫做杠桿,支點(diǎn),(,O,),、,動(dòng)力,(,F,1,),、阻力,(,F,2,),、動(dòng)力臂,(,L,1,),、阻力臂,(,L,2,),杠桿的五要素,杠桿的平衡條件,F,1,L,1,=,F

10、,2,L,2,生活中的杠桿,省力杠桿,L,1,L,2，,F,1,F,2,費(fèi)力杠桿,L,1,L,2，,F,1,F,2,等臂杠桿,L,1,=,L,2，,F,1,=,F,2,課堂小結(jié),1.,如圖所示，用一根自重可以忽略不計(jì)的撬棒撬動(dòng)石塊.若撬棒,C,點(diǎn)受到石塊的壓力是,1 500 N,，且,AB=1.5 m,，,BC=0.3 m,、,CD=0.2 m,，則要撬動(dòng)該石塊所用的力最小應(yīng)為 （）,A.500 N,B.300 N,C.200 N,D.150 N,D,課堂訓(xùn)練,2.如圖所示，杠桿掛上鉤碼后剛好平衡，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量相同，在下列情況中，杠桿還能保持平衡的是（）,A,.,左右鉤碼各向支點(diǎn)移一格,B,

11、.,左右各減少一個(gè)鉤碼,C,.,左右各減少一半鉤碼,D,.,左右各增加兩個(gè)鉤碼,C,3.,下列工具在正常使用中，屬于費(fèi)力杠桿的是（）,A,起瓶器,B,切紙鍘刀,C,食品夾,D,羊角錘,C,F,2,O,F,1,L,2,L,1,4.,如圖所示，一個(gè)繞,O,點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，動(dòng)力臂,L,1,及阻力臂,L,2,，在圖中作出阻力,F,2,以及動(dòng)力,F,1,的示意圖,.,5.,如圖中的男孩重,500N,，女孩重,350N,，當(dāng)男孩離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸,70cm,時(shí)，女孩應(yīng)該坐在哪里才能使蹺蹺板在水平位置上平衡？,解：已知：,F,1,=500N,，,L,1,=70cm,，,F,2,=350N,.,由,F,1,L,1,=F,2,L,2,得,:,L,2,=,F,1,L,1,/,F,2,=,500N70cm350N=100cm.,