第十二章 第1節(jié) 杠桿使用

1、第十二章第十二章 簡單機械簡單機械第節(jié)第節(jié) 杠桿杠桿這四個用具有什這四個用具有什 么共同特點么共同特點 在力的作用下能繞著在力的作用下能繞著固定點固定點轉動轉動的的硬棒硬棒，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支點支點 動力動力阻力阻力動力臂動力臂阻力臂阻力臂1.支點：支點： 杠桿繞著轉動的固定點，用杠桿繞著轉動的固定點，用O表示。表示。2.動力：動力： 使杠桿轉動的力，用使杠桿轉動的力，用F1表示。表示。4.動力臂：動力臂： 從支點到動力作用線的距離，用從支點到動力作用線的距離，用L1表示。表示。3.阻力：阻力：

2、 阻礙杠桿轉動的力，用阻礙杠桿轉動的力，用F2表示。表示。5.阻力臂：阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用從支點到阻力作用線的距離，用L2表示。表示。有關杠桿的幾個名詞有關杠桿的幾個名詞 例：畫出圖中力例：畫出圖中力F2對支點對支點O的力臂的力臂L2 。F2OL2畫力臂方法畫力臂方法：一找點，二畫線，：一找點，二畫線，三作垂線段，四標簽三作垂線段，四標簽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，支點，F(xiàn)1是手對魚桿的作用力，請畫出：是手對魚桿的作用力，請畫出：（1）魚線對釣魚桿拉力）魚線對釣魚桿拉力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.畫畫出動力臂和阻力臂出動力臂和阻力臂判斷力的方向：判斷力的方向：支點在兩個作用點之間，兩個力方向大支點在兩個作用點之間，兩個力方向大致；支點在兩個作用點一側，兩個力方向大致相反；致；支點在兩個作用點一側，兩個力方向大致相反；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，作用點不變，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？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.畫畫出動力臂和阻力臂出動力臂和阻力臂L1F1L2F24.畫畫出動力臂和阻力臂出動力臂和阻力臂OF1F2l1l2O6.畫畫出動力臂和阻力臂出動力臂和阻力臂OF1F2L1L27.畫畫出動力臂和阻力臂出動力臂和阻力臂一、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 著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿。著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿。2. 杠桿的五要素：杠桿的五要素：（1）支點：杠桿繞著轉動的點。（用）支點：杠桿繞著轉動的點。（用“O”表示）表示）（2）動力：使杠桿轉動的力。（用）動力：使杠桿轉動的力。（用“F1”表示）表示）（3）阻力：阻礙杠桿轉

5、動的力。（用）阻力：阻礙杠桿轉動的力。（用“F2”表示）表示）（4）動力臂：從支點到動力作用線）動力臂：從支點到動力作用線的距離的距離 （用用“L1”表示）表示）（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。距離。 (用用“L2”表示）表示）小結小結 l2l1BF2OF1AF2BOAF1畫出圖中各力的力臂畫出圖中各力的力臂（1 1）找出支點的位置）找出支點的位置（3 3）從支點作動力、阻力）從支點作動力、阻力作用線的垂線作用線的垂線（2）確定動力、阻力）確定動力、阻力作用線作用線（4）標垂足）標垂足,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：問題：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點施加一個力，使杠桿點施加一個力，使杠桿AOBAOB在圖在圖中位置平衡，畫出中位置平衡，畫出A A點點最小的力最小的力F F1 1的方向。的方向。F1 畫最小力方法點撥畫最小力方法點撥: :(1)(1)找支點找支點; ;找杠桿上離支點最遠的點找杠桿上離支點最遠的點, ,即最即最小力的作用點小力的作用點; ;(2)(2)連接支點和作用點連接支點和作用點, ,即最大的力臂即最大的力臂; ;(3)(3)過作用點作垂線過作用點作垂線, ,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：杠桿在動力和阻力作用下杠桿平衡：杠桿在動力和阻力作用下靜止靜止或或勻速勻速轉動轉動時，我們就說杠桿平衡。時，我們就說杠桿平衡。 提出問題：提出問題：杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、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？阻力臂之間存在著怎樣的關系？猜想與假設：猜想與假設：實驗器材：杠桿（帶刻度和平衡螺母）、鐵架臺、實驗器材：杠桿（帶刻度和平衡螺母）、鐵架臺、4 4個鉤碼（質量為個鉤碼（質量為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、于靜止狀態(tài)，實驗時采處于靜止狀態(tài)，實驗時采用哪幅圖更易測力臂？用哪幅圖更易測力臂？討論：討論： 實驗時，使杠桿在水實驗時，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。設計實驗過程設計實驗過程: 調節(jié)杠桿調節(jié)杠桿水平水平平衡。平衡。 杠桿上支架兩側分別掛鉤碼杠桿上支架兩側分別掛鉤碼 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 結論結論杠桿的杠桿的平衡平衡條件：動力條件：動力動力臂動力臂= =阻力阻力阻力臂。阻力臂。1 122F lF l 實驗次數(shù)實驗次數(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杠桿的平衡條件應用杠桿的平衡條件應用例題例題：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 著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿。著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿。2. 杠桿的五要素：杠桿的五要素：（1）支點：杠桿繞著轉動的點。（用）支點：杠桿繞著轉動的點。（用“O”表示）表示）（2）動力：使杠桿轉動的力。（用）動力：使杠桿轉動的力。（用“F1”表示）表示）（3）阻力：阻礙杠桿轉動的力。（用）阻力：阻礙杠桿轉動的力。（用“F2”表示）表示）（4）動力臂：從支點到動力作用線）動力臂：從支點到動力作用線的距離的距離 （用用“

11、L1”表示）表示）（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。距離。 (用用“L2”表示）表示）小結小結 二二. 杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件：動動力力動力臂阻力動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（每個質量相等），杠桿仍然平衡，（每個質量相等），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在兩邊鉤碼下同時加在兩邊鉤碼下同時加掛一個同樣的鉤碼，掛一個同樣的鉤碼，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（每個質量相等），杠桿仍然平衡，碼（每個質量相等），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 _ 個鉤碼？個鉤碼？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（每個質量相等），杠桿仍然平衡，（每個質量相等），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去掉一桿兩邊同時去掉一個鉤碼，則個鉤碼，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（每個質量相等），杠桿仍然平衡，如圖，則（每個質量相等），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需杠桿平衡條件時需要記錄多組數(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_。杠桿兩端可調節(jié)的平衡螺母，起什么作用杠桿兩端可調節(jié)的平衡螺母，起什么作用? ?為什么要求杠桿靜止時，在水平位置為什么要求杠桿靜止時，在水平位置平衡平衡? ? 平衡螺母能調節(jié)杠桿自身的平衡平衡螺母能調節(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：為什么將支點放

14、在杠桿的中間？為什么將支點放在杠桿的中間？ 避免杠桿自重的影響。避免杠桿自重的影響。實驗過程為什么要做多次實驗實驗過程為什么要做多次實驗? ?實驗結束，如何對數(shù)據(jù)進行處理實驗結束，如何對數(shù)據(jù)進行處理? ?便于找出物理規(guī)律，避免便于找出物理規(guī)律，避免實驗實驗結論的偶然性。結論的偶然性。針對猜想用數(shù)學方法進行驗證。針對猜想用數(shù)學方法進行驗證。交流與討論交流與討論：杠桿平衡后動力和阻力是兩邊鉤碼的重力嗎？杠桿平衡后動力和阻力是兩邊鉤碼的重力嗎？只是大小等于重力，動力阻力作用點應該在杠桿上。只是大小等于重力，動力阻力作用點應該在杠桿上。F F1 1F F2 2動力臂動力臂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、杠桿的應用三、杠桿的應用h hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1AABB省力省力，費距離費距離省力杠桿的特點省力杠桿的特點舉例生活中省力標桿（舉例生活中省力標桿（4 4種以上）？種以上）？省力杠桿省力杠桿F F2 2F F1 1動力臂動力臂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這是費力杠桿這是費力杠桿費力杠桿費力杠桿F F2 2F F1 1S=h/4S=h/4h hAABBA AB BF F2 2F F1 1O O費力，省距離費力，省距離費力杠桿的特點費力杠桿的特點舉例？舉例？費力杠桿費力杠桿F F2 2F F1 1動力臂動力臂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等臂杠桿的特點省力杠桿省力杠桿費力杠桿費力杠桿等臂杠桿等臂杠桿概念概念動力臂大于阻動力臂大于阻力臂

17、的杠桿力臂的杠桿動力臂小于阻力動力臂小于阻力臂的杠桿臂的杠桿動力臂小于阻動力臂小于阻力臂的杠桿力臂的杠桿特點特點省了力，但費省了力，但費了距離了距離費了力，但省了費了力，但省了距離距離不省力也不費不省力也不費力力實例實例撬棒、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比三類杠桿的對比 1、各式各樣的剪刀都是一對對杠各式各樣的剪刀都是一對對杠桿，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兩杠桿均為費力杠桿兩杠桿均為費力杠桿 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、杠桿及有關杠桿的幾個概念一、杠桿及有關杠桿的幾個概念支點：杠桿繞著轉動的點支點：杠桿繞著轉動的點(O(O點點) )動力：使杠桿轉動的力動力：使杠桿轉