第十二章 第1節(jié) 杠桿使用

1、第十二章第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械簡(jiǎn)單機(jī)械第節(jié)第節(jié) 杠桿杠桿這四個(gè)用具有什這四個(gè)用具有什 么共同特點(diǎn)么共同特點(diǎn) 在力的作用下能繞著在力的作用下能繞著固定點(diǎn)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的的硬棒硬棒，這根硬棒就叫做，這根硬棒就叫做杠桿。杠桿。一、杠桿一、杠桿1.杠桿：杠桿：OO OF1F1F1F2F2F2OL1L2支點(diǎn)支點(diǎn) 動(dòng)力動(dòng)力阻力阻力動(dòng)力臂動(dòng)力臂阻力臂阻力臂1.支點(diǎn)：支點(diǎn)： 杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用O表示。表示。2.動(dòng)力：動(dòng)力： 使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F1表示。表示。4.動(dòng)力臂：動(dòng)力臂： 從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用L1表示。表示。3.阻力：阻力：

2、 阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F2表示。表示。5.阻力臂：阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用L2表示。表示。有關(guān)杠桿的幾個(gè)名詞有關(guān)杠桿的幾個(gè)名詞 例：畫出圖中力例：畫出圖中力F2對(duì)支點(diǎn)對(duì)支點(diǎn)O的力臂的力臂L2 。F2OL2畫力臂方法畫力臂方法：一找點(diǎn)，二畫線，：一找點(diǎn)，二畫線，三作垂線段，四標(biāo)簽三作垂線段，四標(biāo)簽F1OF1F21如圖所示，是利用釣魚桿釣魚的示意圖如圖所示，是利用釣魚桿釣魚的示意圖。O為為支點(diǎn)，支點(diǎn)，F(xiàn)1是手對(duì)魚桿的作用力，請(qǐng)畫出：是手對(duì)魚桿的作用力，請(qǐng)畫出：（1）魚線對(duì)釣魚桿拉力）魚線對(duì)釣魚桿拉力F2的示意的示意圖；圖； F1的力臂的力

3、臂（2）F1的力臂。的力臂。L2L1F1F2OL2L12.畫畫出動(dòng)力臂和阻力臂出動(dòng)力臂和阻力臂判斷力的方向：判斷力的方向：支點(diǎn)在兩個(gè)作用點(diǎn)之間，兩個(gè)力方向大支點(diǎn)在兩個(gè)作用點(diǎn)之間，兩個(gè)力方向大致；支點(diǎn)在兩個(gè)作用點(diǎn)一側(cè)，兩個(gè)力方向大致相反；致；支點(diǎn)在兩個(gè)作用點(diǎn)一側(cè)，兩個(gè)力方向大致相反；2 杠桿是否都是直的？杠桿是否都是直的？1 力臂是一定在杠桿上嗎？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，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？但作用方向改變，力臂是否改變？答：不是答：不是答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：要改變答：要改變L

4、1F1L2F23.畫畫出動(dòng)力臂和阻力臂出動(dòng)力臂和阻力臂L1F1L2F24.畫畫出動(dòng)力臂和阻力臂出動(dòng)力臂和阻力臂OF1F2l1l2O6.畫畫出動(dòng)力臂和阻力臂出動(dòng)力臂和阻力臂OF1F2L1L27.畫畫出動(dòng)力臂和阻力臂出動(dòng)力臂和阻力臂一、一、1. 杠桿：杠桿：一根硬棒，在力的作用下如一根硬棒，在力的作用下如 果果能繞能繞 著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿。著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿。2. 杠桿的五要素：杠桿的五要素：（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。（用）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。（用“O”表示）表示）（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（用）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（用“F1”表示）表示）（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)

5、動(dòng)的力。（用）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（用“F2”表示）表示）（4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離的距離 （用用“L1”表示）表示）（5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。距離。 (用用“L2”表示）表示）小結(jié)小結(jié) l2l1BF2OF1AF2BOAF1畫出圖中各力的力臂畫出圖中各力的力臂（1 1）找出支點(diǎn)的位置）找出支點(diǎn)的位置（3 3）從支點(diǎn)作動(dòng)力、阻力）從支點(diǎn)作動(dòng)力、阻力作用線的垂線作用線的垂線（2）確定動(dòng)力、阻力）確定動(dòng)力、阻力作用線作用線（4）標(biāo)垂足）標(biāo)垂足,定力臂定力臂畫出圖中杠桿各力的力臂畫出圖中杠桿各力的力臂F1F2l1l

6、2F1F2l1Ol2O想一想想一想問題：?jiǎn)栴}：影響杠桿平衡的因素有哪些？影響杠桿平衡的因素有哪些？G 5 5、在、在A A點(diǎn)施加一個(gè)力，使杠桿點(diǎn)施加一個(gè)力，使杠桿AOBAOB在圖在圖中位置平衡，畫出中位置平衡，畫出A A點(diǎn)點(diǎn)最小的力最小的力F F1 1的方向。的方向。F1 畫最小力方法點(diǎn)撥畫最小力方法點(diǎn)撥: :(1)(1)找支點(diǎn)找支點(diǎn); ;找杠桿上離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)找杠桿上離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn), ,即最即最小力的作用點(diǎn)小力的作用點(diǎn); ;(2)(2)連接支點(diǎn)和作用點(diǎn)連接支點(diǎn)和作用點(diǎn), ,即最大的力臂即最大的力臂; ;(3)(3)過作用點(diǎn)作垂線過作用點(diǎn)作垂線, ,正確判斷力的方向正確判斷力的方向. .練一練

7、練一練二、杠桿的平衡條件：二、杠桿的平衡條件：2探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件 1杠桿平衡：杠桿在動(dòng)力和阻力作用下杠桿平衡：杠桿在動(dòng)力和阻力作用下靜止靜止或或勻速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們就說杠桿平衡。時(shí)，我們就說杠桿平衡。 提出問題：提出問題：杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？猜想與假設(shè)：猜想與假設(shè)：實(shí)驗(yàn)器材：杠桿（帶刻度和平衡螺母）、鐵架臺(tái)、實(shí)驗(yàn)器材：杠桿（帶刻度和平衡螺母）、鐵架臺(tái)、4 4個(gè)鉤碼（質(zhì)量為個(gè)鉤碼（質(zhì)量為50g50g）AB探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件 A、B兩圖中的杠桿兩圖中的杠桿處

8、于靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采處于靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用哪幅圖更易測(cè)力臂？用哪幅圖更易測(cè)力臂？討論：討論： 實(shí)驗(yàn)時(shí)，使杠桿在水實(shí)驗(yàn)時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，平位置平衡，便于直接便于直接從杠桿上讀取力臂從杠桿上讀取力臂。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程: 調(diào)節(jié)杠桿調(diào)節(jié)杠桿水平水平平衡。平衡。 杠桿上支架兩側(cè)分別掛鉤碼杠桿上支架兩側(cè)分別掛鉤碼 使杠桿再次使杠桿再次水平水平平衡。平衡。 記錄記錄 F1，l1，F(xiàn)2，l2 結(jié)論結(jié)論杠桿的杠桿的平衡平衡條件：動(dòng)力條件：動(dòng)力動(dòng)力臂動(dòng)力臂= =阻力阻力阻力臂。阻力臂。1 122F lF l 實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù) F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm12341 11 10.50.55

9、 55 520200.50.510101 15 510101 156 搶答搶答l13l2，F(xiàn)1是是F2的倍。的倍。F1: :F22: :5，l1: :l2。l1: :l24: :3，F(xiàn)160 N，F(xiàn)2。F115 N，F(xiàn)275 N，l115 cm，l2。1/35:280N3 cmOl1=9ml2=6cmF1=200NF2杠桿的平衡條件應(yīng)用杠桿的平衡條件應(yīng)用例題例題：由由F F1 1l1 1F F2 2l2 2 得：得：解解：F F2 2= =F F1 1 l1 1l2 2= =200N200N9m9m0.06m=3=310104 4N N= =10N/kg3 310104 4N N=3=3101

10、03 3kg kg = = 3t3tm m= =F F2 2g g= =G Gg g一、一、1. 杠桿：杠桿：一根硬棒，在力的作用下如一根硬棒，在力的作用下如 果果能繞能繞 著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿。著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫杠桿。2. 杠桿的五要素：杠桿的五要素：（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。（用）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。（用“O”表示）表示）（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（用）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（用“F1”表示）表示）（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（用）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（用“F2”表示）表示）（4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離的距離 （用用“

11、L1”表示）表示）（5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。距離。 (用用“L2”表示）表示）小結(jié)小結(jié) 二二. 杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件：動(dòng)動(dòng)力力動(dòng)力臂阻力動(dòng)力臂阻力阻力臂阻力臂F1L1 F2L2例例：在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則如圖，則：左右力臂左右力臂L L1 1:L:L2 2=_?=_?l l1 1l l2 2在兩邊鉤碼下同時(shí)加在兩邊鉤碼下同時(shí)加掛一個(gè)同樣的鉤碼，掛一個(gè)同樣的鉤碼，杠桿杠桿_（填（填“能或能或不能不能”）平衡？）平衡

12、？ _邊下降邊下降? ?不能不能例例1 1：在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，碼（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則如圖，則：若使杠桿再次水平若使杠桿再次水平平衡，可在平衡，可在 _邊邊的鉤碼下再掛的鉤碼下再掛 _ 個(gè)鉤碼？個(gè)鉤碼？在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則如圖，則：若使再次平衡的杠若使再次平衡的杠桿兩邊同時(shí)去掉一桿兩邊同時(shí)去掉一個(gè)鉤碼，則個(gè)鉤碼，則 _ _ 邊邊將下降，將下降，在已平衡的杠

13、桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼在已平衡的杠桿兩邊分別掛上不同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則（每個(gè)質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則：(5)(5)利用本裝置探究利用本裝置探究杠桿平衡條件時(shí)需杠桿平衡條件時(shí)需要記錄多組數(shù)據(jù)要記錄多組數(shù)據(jù), ,這這樣做的目的是在于樣做的目的是在于_。杠桿兩端可調(diào)節(jié)的平衡螺母，起什么作用杠桿兩端可調(diào)節(jié)的平衡螺母，起什么作用? ?為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置平衡平衡? ? 平衡螺母能調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡平衡螺母能調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡。便于從杠桿上直接讀取力臂。便于從杠桿上直接讀取力臂。交流與交流與討論討論：為什么將支點(diǎn)放

14、在杠桿的中間？為什么將支點(diǎn)放在杠桿的中間？ 避免杠桿自重的影響。避免杠桿自重的影響。實(shí)驗(yàn)過程為什么要做多次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程為什么要做多次實(shí)驗(yàn)? ?實(shí)驗(yàn)結(jié)束，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)結(jié)束，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理? ?便于找出物理規(guī)律，避免便于找出物理規(guī)律，避免實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性。結(jié)論的偶然性。針對(duì)猜想用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行驗(yàn)證。針對(duì)猜想用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行驗(yàn)證。交流與討論交流與討論：杠桿平衡后動(dòng)力和阻力是兩邊鉤碼的重力嗎？杠桿平衡后動(dòng)力和阻力是兩邊鉤碼的重力嗎？只是大小等于重力，動(dòng)力阻力作用點(diǎn)應(yīng)該在杠桿上。只是大小等于重力，動(dòng)力阻力作用點(diǎn)應(yīng)該在杠桿上。F F1 1F F2 2動(dòng)力臂動(dòng)力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L

15、2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2這是省力杠桿這是省力杠桿省力杠桿省力杠桿三、杠桿的應(yīng)用三、杠桿的應(yīng)用h hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1AABB省力省力，費(fèi)距離費(fèi)距離省力杠桿的特點(diǎn)省力杠桿的特點(diǎn)舉例生活中省力標(biāo)桿（舉例生活中省力標(biāo)桿（4 4種以上）？種以上）？省力杠桿省力杠桿F F2 2F F1 1動(dòng)力臂動(dòng)力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F

16、 F2 2這是費(fèi)力杠桿這是費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿F F2 2F F1 1S=h/4S=h/4h hAABBA AB BF F2 2F F1 1O O費(fèi)力，省距離費(fèi)力，省距離費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)舉例？舉例？費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿F F2 2F F1 1動(dòng)力臂動(dòng)力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2LL1 1 = = L L2 2FF1 1 = = F F2 2這是等臂杠桿這是等臂杠桿不省力，也不省距離不省力，也不省距離等臂杠桿的特點(diǎn)等臂杠桿的特點(diǎn)省力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿等臂杠桿概念概念動(dòng)力臂大于阻動(dòng)力臂大于阻力臂

17、的杠桿力臂的杠桿動(dòng)力臂小于阻力動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿臂的杠桿動(dòng)力臂小于阻動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿力臂的杠桿特點(diǎn)特點(diǎn)省了力，但費(fèi)省了力，但費(fèi)了距離了距離費(fèi)了力，但省了費(fèi)了力，但省了距離距離不省力也不費(fèi)不省力也不費(fèi)力力實(shí)例實(shí)例撬棒、鍘刀、撬棒、鍘刀、瓶起子、瓶起子、鑷子、理發(fā)剪刀鑷子、理發(fā)剪刀天平天平三類杠桿的對(duì)比三類杠桿的對(duì)比 1、各式各樣的剪刀都是一對(duì)對(duì)杠各式各樣的剪刀都是一對(duì)對(duì)杠桿，要剪開較硬的物體，使用哪種剪刀桿，要剪開較硬的物體，使用哪種剪刀最合適最合適（ ） 2 2、如圖所示是腳踩式垃圾箱的示意圖、如圖所示是腳踩式垃圾箱的示意圖，下列說法中正確的是，下列說法中正確的是 ( )( ) A

18、A兩杠桿均為省力杠桿兩杠桿均為省力杠桿 B B兩杠桿均為費(fèi)力杠桿兩杠桿均為費(fèi)力杠桿 C CABCABC為省力杠桿為省力杠桿 D DABCABC為省力杠桿為省力杠桿C 3 3、圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜、圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，止，B B端繩子的拉力端繩子的拉力F F與與A A端重力端重力G G相比（相比（ ）A. F=GA. F=G；B. FB. F G G；C. F C. F G G；D. D. 無法比較。無法比較。A AO OB BF FG GA AB BC CD D 3 3、圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜、圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，止，B B端繩子的拉力端繩子的拉力F F與與A A端重力端重力G G相比（相比（ ）A. F=GA. F=G；B. FB. F G G；C. F C. F G G；D. D. 無法比較。無法比較。L L2 2L L1 1A AO OB BF FG G一、杠桿及有關(guān)杠桿的幾個(gè)概念一、杠桿及有關(guān)杠桿的幾個(gè)概念支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)(O(O點(diǎn)點(diǎn)) )動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)