新人教版物理課件第十二章第1節(jié)杠桿

第一節(jié)杠桿這些能給我們提供某些方便的工具都稱(chēng)為機(jī)械復(fù)雜機(jī)械都是由簡(jiǎn)單機(jī)械組成的（抽油機(jī)）最簡(jiǎn)單的機(jī)械——杠桿

這是最常用的工具，它是根據(jù)杠桿原理制造的．它們都是杠桿，有什么共同特點(diǎn)？一根硬棒在力的作用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫做杠桿一、杠桿的定義注意：硬棒可以是直,也可以是彎曲的,即硬棒可以是各種各樣的形狀.這些用具都是杠桿鋼絲鉗桿秤瓶蓋起子道釘撬火鉗獨(dú)輪車(chē)汲水的桔槔古代的杠桿OOOF1F1F1F2F2F2Ol1l2支點(diǎn)

動(dòng)力阻力動(dòng)力臂阻力臂二、杠桿的五個(gè)要素2、杠桿的五要素：1.支點(diǎn)(O)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。2.動(dòng)力（F1）：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。3.阻力（F2）：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。4.動(dòng)力臂（L1）：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的距離。5.阻力臂（L2）：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離。

a力的作用線(xiàn)：通過(guò)力的作用點(diǎn)，沿力的方向所畫(huà)的一條直線(xiàn)。

b距離：點(diǎn)到直線(xiàn)的垂線(xiàn)段的長(zhǎng)度。一、什么是杠桿（力的作用線(xiàn)）動(dòng)力臂阻力臂動(dòng)力阻力（力的作用線(xiàn))o支點(diǎn)杠桿“五要素”支點(diǎn)(o)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)動(dòng)力(F1)：促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力阻力(F2)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力動(dòng)力臂(L1)：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的垂直距離阻力臂(L2)：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的垂直距離(力的作用線(xiàn)：過(guò)力的作用點(diǎn)，沿力的方向的直線(xiàn))提問(wèn)：什么是力臂？2杠桿是否都是直的？回答：力臂是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的垂直距離。思考討論：1力臂是一定在杠桿上嗎？3若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但作用方向改變，力臂是否改變？答：不是答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：要改變F1F2l1l2O畫(huà)出各力和力臂（1）辨認(rèn)杠桿，找出支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力；（2）過(guò)力的作用點(diǎn)沿力的方向畫(huà)出力的作用線(xiàn)．（3）從支點(diǎn)作出到力的作用線(xiàn)的垂直線(xiàn)。

(4)用大括號(hào)將力臂括上，并標(biāo)上符號(hào)。畫(huà)力臂的方法是：歸納：一找支點(diǎn)二畫(huà)線(xiàn)，三連距離四標(biāo)簽。（1）先確定杠桿的支點(diǎn)Ｏ和畫(huà)動(dòng)力、阻力的方向。（2）過(guò)力的作用點(diǎn)沿力的方向畫(huà)出力的作用線(xiàn)（注意：畫(huà)的時(shí)候要用虛線(xiàn)將力的作用線(xiàn)延長(zhǎng)。）（３）用實(shí)線(xiàn)或虛線(xiàn)作從支點(diǎn)Ｏ向力的作用線(xiàn)引垂線(xiàn)，畫(huà)出垂足，則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂。（４）最后用大括號(hào)勾出力臂，并在旁邊寫(xiě)上字母L1或L２。畫(huà)力臂的方法是：口訣：一找支點(diǎn)，二畫(huà)線(xiàn)，三作垂線(xiàn)。l2l1BF2OF1AF2BOAF1畫(huà)出圖中各力的力臂（1）找出支點(diǎn)的位置（2）沿動(dòng)力、阻力的作用方向?qū)⒘Φ淖饔镁€(xiàn)畫(huà)出（3）從支點(diǎn)作動(dòng)力、阻力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)(4)用大括號(hào)將力臂括上，并標(biāo)上符號(hào)。畫(huà)出圖中杠桿各力的力臂F1F2l1l2F1F2l1Ol2O想一想F1F2Ol2l1F2F1l2l1F2F1l2l1

為什么用杠桿能夠產(chǎn)生那么巨大的力呢？?重點(diǎn)二：探究杠桿的平衡條件物體的平衡狀態(tài)杠桿的平衡狀態(tài)保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)保持靜止保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)保持靜止AB實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)杠桿、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)重點(diǎn)二：探究杠桿的平衡條件器材:測(cè)量的物理量:動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。

A、B兩圖中的杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用哪幅圖？討論：選擇A圖·F1F2Ol1l2傾斜狀態(tài)時(shí)力臂不好測(cè)量便于測(cè)量力臂為什么要讓杠桿在水平位置平衡呢？Ol1l2F1F2重點(diǎn)二：探究杠桿的平衡條件在“研究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：①實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在____位置平衡，這樣做是為了____________________.若發(fā)現(xiàn)杠桿左端低、右端高，這時(shí)應(yīng)將兩端的螺母都向__移.②實(shí)驗(yàn)中，我們是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算___________________________才歸納出杠桿的平衡條件是：_________________________________。在杠桿上直接確定力臂的大小

右水平動(dòng)力×動(dòng)力臂和阻力×阻力臂

動(dòng)力

×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)注意事項(xiàng)：（5）結(jié)論：杠桿的平衡條件：動(dòng)力X動(dòng)力臂＝阻力X阻力臂

用字母表示為:F1l1=F2l2或當(dāng)杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一例：一根杠桿動(dòng)力臂與阻力臂之比是3:2,要使杠桿平衡,則動(dòng)力與阻力之比是______。當(dāng)作用力過(guò)支點(diǎn)時(shí)，力臂為0提問(wèn)：

步驟1，為什么調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母使杠桿在水平位置平衡？答:在做“研究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，杠桿有一定的重力，為保證實(shí)驗(yàn)中杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂等于阻力×阻力臂成立，必須使杠桿的重力（包括兩端的平衡螺母的總重力）乘以其力臂為零。調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，

使杠桿在水平位置平衡，就是要保證杠桿的總

重力乘以其力臂為零，同時(shí)為了實(shí)驗(yàn)時(shí)方便在杠桿上直接讀出力臂。步驟2，為什么在杠桿兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼位置，使杠桿在水平位置重新平衡？答:

杠桿只有在水平位置平衡，量得支點(diǎn)到鉤碼的距離就是力臂，此時(shí)杠桿如果不水平，則支點(diǎn)到鉤碼的距離就不是力臂。使杠桿在水平位置重新平衡，目的是從杠桿上的刻度

值直接讀出力臂的長(zhǎng)度.F1F2動(dòng)力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1〉L2∴F1〈F2這是省力杠桿省力杠桿三種不同類(lèi)型的杠桿hS=4hOF2F1ABF2F1A1B1省力，費(fèi)距離省力杠桿的特點(diǎn)舉例：生活中的省力杠桿？指甲刀省力杠桿F2F1動(dòng)力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1〈L2∴F1〉

F2這是費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿F2F1S=h/4hA1B1ABF2F1O費(fèi)力，省距離費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)舉例？費(fèi)力杠桿F2F1動(dòng)力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1=

L2∴F1=

F2這是等臂杠桿不省力，也不省距離等臂杠桿的特點(diǎn)⑴動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿為省力杠桿⑵動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿為費(fèi)力杠桿⑶動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿為等臂杠桿四、杠桿的分類(lèi)

（1）省力杠桿：l1>l2，則F1<F2，使用這類(lèi)杠桿，可以省力，但費(fèi)距離。（2）費(fèi)力杠桿：l1<l2，則F1>F2，使用這類(lèi)杠桿，雖然費(fèi)力，但可以省距離。（3）等臂杠桿：l1=l2，則F1=F2，使用這類(lèi)杠桿，既不能省力，也不能省距離。三類(lèi)杠桿的特點(diǎn)34GOAB6①要使此杠桿平衡，在A點(diǎn)施加的最小的力。②要使此杠桿平衡，施加的最小的力是多少？作用點(diǎn)在哪里，方向如何？如圖，求：求最小的力如圖，要將一圓柱體滾到臺(tái)階上面，問(wèn)如何才能用力最小。如圖，要把高木箱推倒，怎樣才能做到用力最小F1F2OF1F2OF1F2O如圖，比較F1和F2的大小力的變化F1F2如圖，從F1到F2力的大小如何變化？F1F2如圖，比較F1和F2的大小。AB如圖，由上圖變?yōu)橄聢D時(shí)，杠桿還能不能平衡？分析它們分別是什么杠桿鋼絲鉗桿秤瓶蓋起子道釘撬火鉗獨(dú)輪車(chē)哦，大象太重了！我怎樣才能將它撬起來(lái)呢？現(xiàn)代曹沖稱(chēng)象F1F2l1l2·O例題1：如圖，一輕質(zhì)桿OA一端固定在豎直墻上，可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，已知0A=0.3cm，OB=0.2cm,在A點(diǎn)處懸掛一重物G，質(zhì)量為2kg，若在B處施一豎直向上的拉力F，使杠桿在水平線(xiàn)上平衡，此時(shí)拉力F為多少？

BAOF例題2：如圖：OB=2BA，物體重為60N，不計(jì)杠桿自身重力，繩與桿的夾角為30℃，則繩的拉力為多少？OBA例題3：如圖，杠桿上標(biāo)有刻度，GB=5N，GA＝8N，杠桿水平平衡時(shí)，A物體對(duì)杠桿的拉力是多少牛頓？此時(shí)A物體受到地面對(duì)它的支持力為多少？AB一根硬棒在力的作用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫做杠桿支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)(O點(diǎn))動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(F1)阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(F2)

動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的距離(l1)

阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離(l2)小結(jié)杠桿的平衡條件：F1l1＝F2l2或杠桿的應(yīng)用練習(xí)1.如圖所示的杠桿處于平衡狀態(tài)，若在A

處的鉤碼組下再掛一個(gè)同樣的鉤碼，要使杠桿重新恢復(fù)平衡，應(yīng)該怎樣做？若在兩邊各加一個(gè)相同的鉤碼，杠桿會(huì)平衡嗎？AOB練習(xí)2.市區(qū)街道兩旁可看到如圖所示的公益廣告牌，它可看做一個(gè)處于平衡狀態(tài)的杠桿，在圖中畫(huà)出使它平衡的力的力臂。BGl1l2AF

3、道釘橇有關(guān)尺寸如圖所示，若在A

點(diǎn)豎直向下的作用200牛的力，道釘橇對(duì)道釘會(huì)產(chǎn)生多大的力？解：根據(jù)杠桿平衡條件F1

l1＝F2l2可得：l1l2F2＝F1120cm6cm＝×200N＝4000NO1.2mF16cmF2

4、各式各樣的剪刀都是一對(duì)對(duì)杠桿，要剪開(kāi)較硬的物體，使用哪種剪刀最合適

（）

5、①剪鐵皮的剪子、②釣魚(yú)桿、③動(dòng)滑輪、④定滑輪、⑤天平、⑥電工鉗,其中省力的杠桿是_________________省距離的杠桿________________,等臂的杠桿________.6、一根輕質(zhì)扁擔(dān)長(zhǎng)1.8m，前后兩端分別掛上重600N和200N的貨物，問(wèn)：人肩應(yīng)挑在離前端多遠(yuǎn)處才能使扁擔(dān)平衡？分析：人肩挑處是扁擔(dān)的支點(diǎn)O，前后兩貨物的重分別為動(dòng)力和阻力，要求的肩處離前端的距離是動(dòng)力臂。F1=G1＝600NF2=G2＝200NOl1l2L=1.8m解：根據(jù)L1＋L2＝1.8m得出

L2=1.8m－L1－－－－－（1）

根據(jù)杠桿的平衡條件：

F1L1＝F2L2將（1）代入得

600NXL1＝200NX(1.8m－L1）

解之得：L1=0.45m答：人肩應(yīng)挑在離前端0.45m處才能使扁擔(dān)平衡。7、如圖所示，重物G=400N，AB=20cm，BC=60cm，CD=60cm，求將重物G提起時(shí)所用的最小動(dòng)力（圖中裝置可繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)）。