2023學(xué)年完整公開課版杠桿3

第九章機(jī)械和功

第1節(jié)杠桿1.認(rèn)識杠桿，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)樹枝剪抽水機(jī)鍘紙刀開瓶器新課引入在使用過程中都是繞工具上某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的這些工具在使用時(shí)，有什么共同特點(diǎn)？新課講解杠桿一我們把在力的作用下繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫作杠桿.

F杠桿的歷史杠桿在我國古代就有了許多巧妙的應(yīng)用。在距今約3000年以前的春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我們的祖先就發(fā)明了用來搗谷的舂，用來在井上汲水的桔槔，還有能夠做精確稱量的天平和桿秤等。杠桿的歷史阿基米德不僅是個(gè)理論家，還是個(gè)實(shí)踐家，他一生熱衷于將其科學(xué)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于實(shí)踐，從而把二者結(jié)合起來。古埃及人在實(shí)踐中用杠桿來抬起重物，卻不知道它的原理。阿基米德潛心研究了這個(gè)現(xiàn)象并發(fā)現(xiàn)了杠桿原理。他曾說過：“假如給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能推動(dòng)地球?！备軛U的歷史當(dāng)時(shí)的赫農(nóng)王為埃及國王制造了一條船，由于體積太大，船的質(zhì)量相當(dāng)重，擱淺在海岸上很長時(shí)間都無法移動(dòng)。阿基米德設(shè)計(jì)了一套復(fù)雜的杠桿滑輪系統(tǒng)安裝在船上，將繩索的一端交到赫農(nóng)王手上。赫農(nóng)王輕輕拉動(dòng)繩索，奇跡出現(xiàn)了，大船緩緩地挪動(dòng)起來，最終下到海里。國王在驚訝之余，十分佩服阿基米德，并派人貼出告示：“今后，無論阿基米德說什么，都要相信他?！眲?dòng)力臂F2阻力阻力臂O支點(diǎn)

F1動(dòng)力L1L2

①支點(diǎn)O：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(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)力作用線的距離；⑤阻力臂L2：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離.

杠桿廣泛應(yīng)用在工具和機(jī)器中.活塞式抽水機(jī)的柄是一根彎曲的杠桿.OF1F2L1L2L2L1BF2OF1AF2BOAF1總結(jié)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F1F2L1L2F1F2L1OL2O杠桿的平衡條件二杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們稱之為杠桿平衡.當(dāng)杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂和阻力、阻力臂之間存在怎樣的定量關(guān)系呢？（1）實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡.方法：左高左調(diào)（兩邊方向一致）（2）在杠桿兩側(cè)掛上鉤碼，通過增減鉤碼的個(gè)數(shù)（動(dòng)力F1、阻力F2），或者移動(dòng)其懸掛的位置，使杠桿水平平衡，將數(shù)據(jù)填入表格中.（3）改變懸掛的鉤碼的個(gè)數(shù)，移動(dòng)其懸掛的位置，使杠桿水平平衡，將數(shù)據(jù)填入表格中.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm11.0100.52021.5101.01531.5202.01542.0202.020數(shù)據(jù)記錄杠桿平衡的條件是，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：F1L1=F2L2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L1＞L2，則F1＜

F2若L1=L2，則F1＝F2若L1＜L2，則F1＞

F2省力杠桿等臂杠桿費(fèi)力杠桿杠桿平衡條件：F1L1=F2L2我們身邊的杠桿有很多.有的能省力，有的可以省距離.你是否能依據(jù)杠桿的平衡條件比較簡便地判斷出一個(gè)杠桿是省力還是省距離呢？F1F2動(dòng)力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1〉L2

∴F1〈F2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？

我們在使用省力杠桿時(shí)，省了力，但費(fèi)動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離.阻力臂L2由

F1L1=F2L2∵L1〈L2∴F1〉F2這是費(fèi)力杠桿2.費(fèi)力杠桿F2F1動(dòng)力臂L1O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.交流討論下圖中的幾種工具都是杠桿.在使用時(shí)，哪個(gè)省力？哪個(gè)省距離？剪布用的剪刀的阻力臂大于動(dòng)力臂，動(dòng)力大于阻力，是費(fèi)力杠桿，但省距離.老虎鉗是動(dòng)力臂大于阻力臂的省力杠桿，但費(fèi)距離.指甲刀中有三個(gè)杠桿，其中有一個(gè)省力杠桿，費(fèi)距離；兩個(gè)費(fèi)力杠桿，省距離.科學(xué)窗輪軸

輪軸由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成.習(xí)慣上把大輪叫做輪，小輪叫做軸.輪軸可看作是杠桿的變形.轱轆是典型的輪軸.由杠桿的平衡條件可知F1R=F2r，因?yàn)檩啺霃絉大于軸半徑r，故F1總小于F2，因此轱轆可以省力.

轱轆你還看到過日常生活中類似于轱轆的簡單機(jī)械嗎？動(dòng)力臂大于阻力臂——省力杠桿.F2

L1=RL2=rOF1

1.方向盤F2

L1=RL2=rOF1

2.水龍頭動(dòng)力臂大于阻力臂——省力杠桿.我國2000多年前《墨經(jīng)》中對杠桿原理的利用——搗谷的舂和井上汲水的桔槔.我國古代的杠桿杠桿及其平衡條件杠桿定義：在力的作用下繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫作杠桿支點(diǎn)(O)、動(dòng)力(F1)、阻力(F2)、動(dòng)力臂(L1)、阻力臂(L2)杠桿的五要素杠桿的平衡條件F1L1=F2L2生活中的杠桿省力杠桿L1

＞L2，F(xiàn)1＜

F2費(fèi)力杠桿L1＜L2，F(xiàn)1＞F2等臂杠桿L1

=L2，F(xiàn)1=

F2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1500N，且AB=1.5m，BC=0.3m、CD=0.2m，則要撬動(dòng)該石塊所用的力最小應(yīng)為（）

A.500N

B.300N

C.200N

D.150ND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.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∟∟F2OF1L2L14.如圖所示，一個(gè)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，動(dòng)力臂L1及阻力臂L2

，在圖中作出阻力F2以及動(dòng)力F1的示意圖.5.如圖中的