簡(jiǎn)單機(jī)械第1課時(shí)杠桿課件-浙教版科學(xué)九年級(jí)上冊(cè)

第3章

能量的轉(zhuǎn)化與守恒第1課時(shí)

杠桿第4節(jié)簡(jiǎn)單機(jī)械一、杠桿這些能給我們提供方便的工具都稱(chēng)為機(jī)械。復(fù)雜機(jī)械都是由簡(jiǎn)單機(jī)械組成的。杠桿就是一種非常簡(jiǎn)單的機(jī)械。1.認(rèn)識(shí)杠桿羊角錘、開(kāi)瓶器、鉗子都是被稱(chēng)為杠桿的簡(jiǎn)單機(jī)械。那么，杠桿有什么特征呢？活動(dòng)請(qǐng)使用圖中的鉗子鉗斷一段鐵絲，用板子擰緊一個(gè)螺帽，用起子啟開(kāi)一瓶啤酒，用剪子剪開(kāi)紙盒子。說(shuō)一說(shuō)這些工具在使用過(guò)程中有什么共同的特征？（1）都有一根硬棒（軟的不行，直的彎的都可以）（2）工作過(guò)程中都在轉(zhuǎn)動(dòng)（4）工作（轉(zhuǎn)動(dòng)）時(shí)都要受到兩個(gè)力的作用（3）轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中有一點(diǎn)是不動(dòng)的杠桿共同的特征2.杠桿（1）定義：如果一根硬棒在力的作用下能夠繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫做杠桿。（2）注意：杠桿形狀各異，可以是直的，也可以是彎的，但必須是硬棒。（3）杠桿五要素你能說(shuō)出杠桿五要素的概念含義嗎？Ol2阻力臂F2阻力l1動(dòng)力臂動(dòng)力F1用硬棒撬動(dòng)石頭杠桿五要素支點(diǎn)

、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂。（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)O

叫做支點(diǎn)；（2）動(dòng)力：能夠使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1

叫做動(dòng)力；（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2

叫做阻力；（4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的距離l1

叫做動(dòng)力臂；（5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離l2

叫做阻力臂。（6）力的作用線(xiàn)：過(guò)力的作用點(diǎn)，沿力的方向的直線(xiàn)?！爱?huà)力臂”可以用簡(jiǎn)單的順口溜記住:一找點(diǎn)，二畫(huà)線(xiàn)，三是作出垂線(xiàn)段。注意：（1）動(dòng)力和阻力可以在支點(diǎn)兩側(cè)，也可在支點(diǎn)同側(cè)；（2）當(dāng)力作用在支點(diǎn)時(shí)力臂為零。（3）力臂不一定在杠桿上。思考與討論在生活和生產(chǎn)中，你還能舉出杠桿的其他實(shí)例嗎？請(qǐng)你找出它們的支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力、動(dòng)力臂和阻力臂。動(dòng)力L1動(dòng)力臂F1L2阻力臂F2阻力OF1F2l1l23.人身上的杠桿人體的杠桿系統(tǒng)，都有四個(gè)基本組成部分：骨——一根硬棒；肌肉收縮——?jiǎng)恿Φ膩?lái)源；兩根骨之間可以活動(dòng)的關(guān)節(jié)——支點(diǎn)；移動(dòng)肢體或物體——阻力的來(lái)源。讀圖尋找手臂上的杠桿當(dāng)手拿物體抬起時(shí)找出相應(yīng)的杠桿，以及支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力。當(dāng)手拿物體放下時(shí)，找出相應(yīng)的杠桿，以及支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力。思考與討論尋找人體上的杠桿OF1F2OF2F1將頭部抬起踮起腳跟二、研究杠桿的平衡思考與討論你知道什么是杠桿的平衡嗎？杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下，保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說(shuō)杠桿處于平衡。那么杠桿平衡時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足什么條件呢？研究杠桿的平衡1．提出問(wèn)題：杠桿平衡時(shí)，作用在杠桿上的動(dòng)力F1、阻力F2和動(dòng)力臂L1、阻力臂L2之間存在著怎樣的關(guān)系呢？2．建立假設(shè)從蹺蹺板游戲中我們可以得到什么啟發(fā)？你還能提出什么假設(shè)？杠桿的平衡跟動(dòng)力、動(dòng)力臂與阻力、阻力臂有關(guān)。當(dāng)動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1L1＝F2L2時(shí)，杠桿平衡。3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：用一根帶有刻度的均質(zhì)木尺作為杠桿，用鉤碼的拉力來(lái)代替人的作用力，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。L1L2F1F2研究杠桿的平衡4．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1）把杠桿的中央支在支架上，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。（2）杠桿兩邊掛不同數(shù)量鉤碼，并左右移動(dòng)鉤碼懸掛的位置，直到杠桿在水平位置再次平衡，測(cè)出動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂，填入表格內(nèi)；（3）改變鉤碼數(shù)量和位置，杠桿平衡后再次測(cè)出動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂，填入表格內(nèi)；（4）重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，共做4次。把有關(guān)數(shù)據(jù)填入表內(nèi)。記錄表序號(hào)動(dòng)力F1（牛）動(dòng)力臂l1（厘米）F1×l1阻力F2（牛）阻力臂l2（厘米）F2×l21

2342

346101010102030406012242015152030602040分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件是：動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1×L1=F2×L25．分析與論證思考與討論1、為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，而不使它處于傾斜狀態(tài)平衡。避免杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響，且便于測(cè)量力臂。2、杠桿調(diào)平的方法是什么?左邊高向左調(diào)，右邊高向右調(diào)。三、杠桿的應(yīng)用通過(guò)上面的探究，我們得到的杠桿平衡的條件是什么？動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1L1

＝F2L2

。這個(gè)公式可以用來(lái)解決有關(guān)杠桿平衡的問(wèn)題。思考討論：使用杠桿一定能夠省力嗎？讀圖畫(huà)出圖中所示的杠桿，比較它們的動(dòng)力臂L1、阻力臂L2、動(dòng)力F1、阻力F2

的大小，你能得出什么結(jié)論？由F1L1=F2L2因?yàn)長(zhǎng)1=

L2所以F1=

F2這是等臂杠桿特點(diǎn)：等臂杠桿不省力，也不省距離。L1L2F1F2畫(huà)出圖中所示的杠桿，比較它們的動(dòng)力臂L1、阻力臂L2、動(dòng)力F1、阻力F2

的大小，你能得出什么結(jié)論？由F1L1=F2L2因?yàn)長(zhǎng)1<L2所以F1>

F2這是費(fèi)力杠桿L1L2F1F2O動(dòng)力臂小于阻力臂，特點(diǎn)：費(fèi)力省距離。動(dòng)力臂小于阻力臂，特點(diǎn)：費(fèi)力省距離。由F1L1=F2L2因?yàn)長(zhǎng)1<L2所以F1>

F2這是費(fèi)力杠桿L1L2F1F2O由F1L1=F2L2因?yàn)長(zhǎng)1>L2所以F1<

F2這是省力杠桿動(dòng)力臂大于阻力臂，特點(diǎn)：省力費(fèi)距離。L1L2F1F2O總結(jié)：杠桿的三種類(lèi)型杠桿類(lèi)型力臂關(guān)系兩力關(guān)系特點(diǎn)省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿L1＞L2F1＜F2省力、費(fèi)距離L1

＜

L2F1

＞F2費(fèi)力、省距離L1

=

L2F1=F2不省力、不省距離說(shuō)明：判斷杠桿的類(lèi)型，實(shí)際就是比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小。思考與討論賽艇上的槳屬于費(fèi)力杠桿，因?yàn)樗畬?duì)槳的阻力的阻力臂大于人手對(duì)船槳的動(dòng)力的動(dòng)力臂。1.日常生活中的費(fèi)力杠桿你還能舉出一些生活和生產(chǎn)中省力、費(fèi)力和等臂杠桿的實(shí)例嗎？鑷子筷子2.日常生活中的省力杠桿小推車(chē)扳手用鐵錘拔釘3.日常生活中的等臂杠桿蹺蹺板托盤(pán)天平思考與討論如何使杠桿最省力？提示：比較F沿不同方向時(shí)力臂的大小。沿F2方向用力時(shí)動(dòng)力臂最大，所以F2最小。由杠桿平衡條件得：

F動(dòng)×L動(dòng)=F阻×L阻

F阻一般是不能改變的。減小動(dòng)力的方法：1、減小阻力臂L阻。2、增大動(dòng)力臂L動(dòng)。F動(dòng)=F阻×L阻L動(dòng)4.我國(guó)古代對(duì)杠桿的應(yīng)用用來(lái)?yè)v谷的舂用來(lái)在井上汲水的桔槔課堂測(cè)評(píng)1.關(guān)于杠桿的下列說(shuō)法中，正確的是（）A.杠桿必須是一根直棒B.杠桿不一定要有支點(diǎn)C.杠桿可以是直的，也可以是彎的D.作用在杠桿上的兩個(gè)力總是使杠桿向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)CD2.下列關(guān)于力臂的說(shuō)法中，正確的是（）A.動(dòng)力臂是指支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離B.阻力臂是指支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的垂直距離C.動(dòng)力臂與阻力臂之和等于杠桿長(zhǎng)D.當(dāng)力的作用線(xiàn)通過(guò)支點(diǎn)時(shí)，力臂最大B3.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.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

4.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C5.圖中的男孩重300N，女孩重200N，當(dāng)男孩離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸20cm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F1=300N，l1=20cm，F(xiàn)2=200N。由F1l1=F2l2得:l2=

==30cm。F1×l1F2300N×20cm200N課堂小結(jié)