滬科版《杠桿的平衡條件》(新).ppt

1 第十章機械與人 第一節(jié)科學探究 杠桿的平衡條件 2 只要能給我一個支點 我就能撬動地球 3 4 一 認識杠桿 5 一 什么是杠桿 蹺蹺板 羊角錘 撬棒 6 起子 剪刀 天平 7 1 有力的作用 2 繞固定點轉動 3 硬棒 歸納結論 在力的作用下 能繞某一固定點轉動的硬棒 物理學中叫做杠桿 杠桿有什么共同的特征呢 讓我想一想 8 在現實生活中 你能舉出哪些杠桿的實例呢 9 10 O 人體中的杠桿 11 支點 動力 動力臂 阻力 阻力臂 杠桿繞著轉動的固定點 用0表示 使杠桿轉動的力 用F1表示 從支點到動力作用線的距離 用L1表示 阻礙杠桿轉動的力 用F2表示 從支點到阻力作用線的距離 用L2表示 一 點 支點O 一定在杠桿上 動力F1二 力 一定作用在杠桿上 阻力F2動力臂L1二 臂 阻力臂L2 杠桿五要素 認識杠桿的幾個概念 12 O 支點 認識杠桿的幾個概念 動力作用線 阻力作用線 L2 13 標畫出杠桿的五要素 F1 L1 o F2 L2 試一試 14 畫力臂的方法 一找 找準支點 二畫 畫出力的作用線 延長線用虛線 三引 引垂線 用虛線 四標 標垂足 直角符號 標力臂 支點到垂足的距離 15 F2 F1 O B A L1 L2 例題 請把下圖中的支點與力臂畫出來 16 例題 畫出下圖杠桿的支點 動力 阻力 動力臂 阻力臂 F1 F2 L1 L2 O 17 o F1 F2 L2 18 19 杠桿示意圖的作法 O l1 F1 l2 F2 20 杠桿示意圖的作法 l1 F1 l2 F2 21 杠桿示意圖的作法 l1 F1 l2 F2 22 2杠桿是否都是直的 1力臂是一定在杠桿上嗎 3若一力作用在杠桿上 作用點不變 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 想一想 23 科學探究的基本過程 實驗探究 杠桿的平衡條件 24 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) 25 實驗探究 杠桿的平衡條件 1 提出問題 杠桿平衡時 動力 動力臂 阻力 阻力臂之間存在著怎樣的關系 2 猜想與假設 假設一 假設二 假設三 假設四 F1 L1 F2 L2 F1 L1 F2 L2 F1 L1 F2 L2 F1 L1 F2 L2 26 實驗設計 杠桿 鉤碼 彈簧測力計 鐵架臺 探究杠桿的平衡條件 器材 測量的物理量 力 力臂 A B兩圖中的杠桿處于靜止狀態(tài) 實驗時采用哪幅圖 為什么 討論 實驗時 使杠桿在水平位置平衡 便于在杠桿上直接測出力臂的大小 27 探究杠桿的平衡條件 在實驗前 是否也要調節(jié)杠桿在水平位置平衡 為什么 討論 實驗前 使杠桿在水平位置平衡 為了避免杠桿自身的重力對杠桿平衡的影響 且便于直接在杠桿上讀出力臂的值 28 探究杠桿的平衡條件 實驗步驟 1 調節(jié)杠桿在水平位置平衡 2 在杠桿的左側掛上適量的鉤碼 用彈簧測力計在豎直方向拉 使杠桿在水平位置平衡 記下彈簧測力計示數 3 改變鉤碼數量或位置 重復上面的步驟 得出三組數據 多次實驗是為了避免偶然性 得出普遍規(guī)律 29 杠桿平衡條件 探究杠桿的平衡條件 動力 動力臂 阻力 阻力臂 F1L1 F2L2 30 實驗題訓練 研究杠桿平衡條件的實驗裝置如圖所示 在未掛鉤碼時 平衡螺母的作用是 掛上鉤碼后 發(fā)現杠桿不平衡 則應 使杠桿在水平位置平衡 移動鉤碼的位置 或改變鉤碼的個數 使杠桿在水平位置平衡 31 在 研究杠桿平衡條件 的實驗中 1 所用的器材有彈簧測力計 支架 線 和 2 實驗前 先要調節(jié)杠桿兩端的 使杠桿在 強調這一平衡位置的目的是 3 如圖所示的杠桿已處于平衡狀態(tài) 若左端所掛重物的重力是1N 則彈簧測力計的示數 2N 因為彈簧測力計拉力的力臂 OA的長度 均填 大于 小于 或 等于 如果要在杠桿上直接可以讀出力臂值來計算 那么彈簧測力計應沿 方向拉著杠桿 4 該實驗得到的結論是 鉤碼 帶刻度的杠桿 平衡螺母 水平平衡 便于直接在杠桿上讀出力臂的值 大于 小于 豎直向上 杠桿平衡時 動力 動力臂 阻力 阻力臂 32 練習 已平衡的杠桿 1 兩端去掉相同質量的鉤碼 杠桿平衡嗎 2 將兩端鉤碼向支點移同樣的距離 杠桿平衡嗎 33 O G1 G2 l1 l2 G1 G2 即G1 l1 G2 l2 又 l1 l2 F1 l1 F2 l2 34 杠桿平衡條件的應用 例題 當在杠桿處于平衡狀態(tài) 阻力為3000N 動力臂和阻力臂分別為180cm和6cm 請問動力為多少 已知 F2 3000NL1 180cmL2 6cm求 F1 解 根據杠桿平衡條件F1 L1 F2 L2 得F1 F2 L2 L1 3000N 6cm 180cm 100N答 動力為100N 35 O l1 9m l2 7cm F1 200N F2 杠桿的平衡條件應用 例題 由F1l1 F2l2得 解 2 57 104N 2 57 103kg 2 57t 36 例 學校組織同學們到農村參加社會實踐活動 小強第一次學習挑擔子 他做了以下兩次試驗 請你根據各小題后的要求作答 1 他先在1 2m扁擔的兩端各掛上50N的重物 擔子很快就被平穩(wěn)地挑起來 這時他的肩膀應放在扁擔的什么位置 只要回答 不要分析 2 接著 他又在扁擔的A端加上50N的重物 但他掌握不好擔子的平衡 請你用杠桿平衡知識 幫助他計算出肩膀應距B端多遠 擔子才能重新水平平衡 扁擔質量忽略不計 37 練習 如圖所示 一體積為1000cm3的實心鋁塊浸沒在水中 并用細線掛在一輕質杠桿的B點 現在杠桿的A點施加一個豎直向下的拉力F使杠桿在水平位置保持平衡 則拉力F 已知OB 2OA 鋁 2 7 103kg m3 38 練習 如圖所示 一邊長為10cm的實心正方體銅塊和一金屬塊分別掛在輕質杠桿的A點和B點 杠桿在水平位置保持平衡時銅塊對地面的壓強為6900Pa 求金屬塊的重 已知 銅 2 7 103kg m3 OA OB 3 2 39 1 兩個力作用在杠桿兩端使杠桿平衡 則 A 這兩個力的大小必須相等B 這兩個力的力臂長必須相等C 力臂較長的那個力比較大D 力臂較長的那個力比較小 D 課堂練習 40 第二課時 41 杠桿的分類 三類杠桿 若l1 l2 則F1F2 若l1 l2 則F1F2 若l1 l2 則F1F2 小結 判斷杠桿的類型 實際就是比較動力臂和阻力臂的大小 42 省力杠桿 F1 L1 F2 L2 又L1 L2 F1 F2 43 省力杠桿 動力臂 阻力臂 F2 F1 L1 L2 O 44 h2 h1 省力杠桿的特點是 O h1 h2 省力費距離 45 省力杠桿的應用 46 費力杠桿 動力臂 阻力臂 F2 F1 L1 L2 O 47 費力杠桿的特點是 h2 h1 O 費力省距離 h1 h2 48 我們需要用費力杠桿嗎 它有什么好處 49 等臂杠桿 動力臂 阻力臂 F2 F1 L1 L2 O L2 L1 2 F1 等臂杠桿的特點是 不省力 不費力不省距離 不費距離 50 等臂杠桿有用嗎 51 杠桿的分類 1 若l1 l2 則F1F2 2 若l1 l2 則F1F2 3 若l1 l2 則F1F2 小結 52 杠桿的分類 請對下列器具應用的杠桿進行分類 等臂杠桿 費力杠桿 費力杠桿 省力杠桿 費力杠桿 53 杠桿的分類 請對下列器具應用的杠桿進行分類 省力杠桿 費力杠桿 省力杠桿 費力杠桿 省力杠桿 費力杠桿 54 它們是什么杠桿 55 在圖所示的簡單機械中 屬于費力杠桿的是 A 翹棒B 鑷子C 鍘刀D 開瓶器 56 生活 物理 社會 生活中的剪刀 思考 什么情況下 人們會選用費力杠桿 使用費力杠桿有什么好處 當阻力比較小時 人們會選用費力杠桿 使用費力杠桿會省距離 很方便 57 圖是各式各樣剪刀的示意圖 它們都是一對的杠桿 現要用它們來剪開較硬的物體 其中選用最合適的剪刀是 58 如圖所示為使杠桿平衡 F1 F2 F3三次分別作用在A點 其中 最小 F2 希臘科學家阿基米德發(fā)現杠桿原理后 發(fā)出了 給我支點 我可以撬動地球 的豪言壯語 假如阿基米德在杠桿的一端施加600N的力 要搬動質量為6 0 1024kg的地球 那么長臂的長應是短臂長的多少倍 如果要把地球撬起1cm 長臂的一端要按下多長距離 假如我們以光速向下按 要按多少年 做完該題 你有何啟示 59 杠桿使用時最省力的動力 例 用撬棒撬石塊 分別沿如圖所示的四個方向用力 其中最省力的是 A 沿F1方向B 沿F2方向C 沿F3方向D 沿F4方向 分析 根據杠桿的平衡條件 F1L1 F2L2可得F1 F2L2 L1當F2和L2一定 則L1最大時 F1最小 即最省力 60 最大動力臂 最