3.4 简单机械 第1课时 杠杆 课件---2023-2024学年浙教版科学九年级上册

第3章 能量的转化与守恒 第1课时 杠杆 第4节 简单机械 一、杠杆 这些能给我们提供方便的工具都称为机械。 复杂机械都是由简单机械组成的。 杠杆就是一种非常简单的机械。 1.认识杠杆 羊角锤、开瓶器、钳子都是被称为杠杆的简单机械。那么，杠杆有什么特征呢？ 活动 请使用图中的钳子钳断一段铁丝，用板子拧紧一个螺帽，用起子启开一瓶啤酒，用剪子剪开纸盒子。 说一说这些工具在使用过程中有什么共同的特征？ （1）都有一根硬棒（软的不行，直的弯的都可以） （2）工作过程中都在转动 （4）工作（转动）时都要受到两个力的作用 （3）转动过程中有一点是不动的 杠杆共同的特征 2.杠杆 （1）定义：如果一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。 （2）注意：杠杆形状各异，可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬棒。 （3）杠杆五要素 你能说出杠杆五要素的概念含义吗？ O l2 阻力臂 F2 阻力 l1 动力臂 动力 F1 用硬棒撬动石头 杠杆五要素 支点 、 动力、 动力臂、 阻力、 阻力臂。 （1）支点：杠杆绕着转动的固定点O 叫做支点； （2）动力：能够使杠杆转动的力F1 叫做动力； （3）阻力：阻碍杠杆转动的力F2 叫做阻力； （4）动力臂：从支点到动力作用线的距离l1 叫做动力臂； （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2 叫做阻力臂。 （6）力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线。 “画力臂”可以用简单的顺口溜记住:一找点，二画线，三是作出垂线段。 注意： （1）动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧； （2）当力作用在支点时力臂为零。 （3）力臂不一定在杠杆上。 思考与讨论 在生活和生产中，你还能举出杠杆的其他实例吗？ 请你找出它们的支点、动力和阻力、动力臂和阻力臂。 动力 L1 动力臂 F1 L2 阻力臂 F2 阻力 O F1 F2 l1 l2 3.人身上的杠杆 人体的杠杆系统，都有四个基本组成部分： 骨—— 一根硬棒； 肌肉收缩——动力的来源； 两根骨之间可以活动的关节——支点； 移动肢体或物体——阻力的来源。 读图 寻找手臂上的杠杆 当手拿物体抬起时找出相应的杠杆，以及支点、动力、阻力。 当手拿物体 放下时，找 出相应的杠 杆，以及支 点、动力、 阻力。 思考与讨论 寻找人体上的杠杆 O F1 F2 O F2 F1 将头部抬起 踮起脚跟 二、研究杠杆的平衡 思考与讨论 你知道什么是杠杆的平衡吗？ 杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。 那么杠杆平衡时，应满足什么条件呢？ 研究杠杆的平衡 1．提出问题： 杠杆平衡时，作用在杠杆上的动力F1、阻力F2和动力臂L1、阻力臂L2之间存在着怎样的关系呢？ 2．建立假设 从跷跷板游戏中我们可以得到什么启发？你还能提出什么假设？ 杠杆的平衡跟动力、动力臂与阻力、阻力臂有关。当动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1L1＝F2L2时，杠杆平衡。 3．设计实验： 用一根带有刻度的均质木尺作为杠杆，用钩码的拉力来代替人的作用力，进行实验研究。 L1 L2 F1 F2 研究杠杆的平衡 4．进行实验 （1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆在水平位置平衡。 （2）杠杆两边挂不同数量钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆在水平位置再次平衡，测出动力、阻力、动力臂、阻力臂，填入表格内； （3）改变钩码数量和位置，杠杆平衡后再次测出动力、阻力、动力臂、阻力臂，填入表格内； （4）重复上述实验，共做4 次。把有关数据填入表内。 记录表 序号 动力F1（牛） 动力臂l1（厘米） F1×l1 阻力F2（牛） 阻力臂l2（厘米） F2×l2 1 2 3 4 2 3 4 6 10 10 10 10 20 30 40 60 1 2 2 4 20 15 15 20 30 60 20 40 分析实验数据， 得出实验结论： 杠杆的平衡条件是：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1×L1=F2×L2 5．分析与论证 思考与讨论 1、为什么要调节杠杆在水平位置平衡，而不使它处于倾斜状态平衡。 避免杠杆自重对杠杆平衡的影响，且便于测量 力臂。 2、杠杆调平的方法是什么? 左边高向左调，右边高向右调。 三、杠杆的应用 通过上面的探究，我们得到的杠杆平衡的条件是什么？ 动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1L1 ＝ F2L2 。这个公式可以用来解决有关杠杆平衡的问题。 思考讨论：使用杠杆一定能够省力吗？ 读图 画出图中所示的杠杆，比较它们的动力臂L1、阻力臂L2、动力F1、阻力F2 的大小，你能得出什么结论？ 由 F1L1=F2L2 因为L1 = L2 所以F1 = F2 这是等臂杠杆 特点：等臂杠杆不省力，也不省