11.1 杠杆 -2022-2023学年苏科版物理九年级上册

杠 杆 一、杠杆模型 利用图中相关工具拔出板上的钉子。 【活动】 【思考】 1、这些工具自身都具有哪些共同特点？ 2、在起钉子的过程中还有哪些共性？ ·绕一个固定点转动 ·有一定长度 ·外形各异 ·整体受力不易变形的硬棒 一、杠杆模型 在力的作用下可绕固定点转动的硬棒。 【定义】 【模型】 一些生活中可看作杠杆模型的工具。 【列举】 杠杆不是特指某一种机械， 而是满足以上特征的各种机械的共同指称。 思考：杠杆的使用效果与哪些因素有关呢？ 一、杠杆模型 影响杠杆使用效果的因素。 【探究】 l1 l2 O F1 F2 杠杆绕着转动的点，即图中的O点 1 支点 使杠杆转动的力，即图中的F1 2 动力 阻碍杠杆转动的力，即图中的F2 3 阻力 从支点到动力作用线的距离，即图中的l1 4 动力臂 从支点到阻力作用线的距离，即图中的l2 5 阻力臂 五要素 力的作用线： 过力的作用点沿着力的方向所在的一条直线 一定在杠杆上！！ 力臂：支点到力的作用线的垂直距离 【思考】 一、杠杆模型 1、支点的位置能不能落在杠杆的两端？ 2、如何确定杠杆上的动力和阻力？ 3、力臂的大小l与支点到力的作用点的那段距离L之间有什么关系？ l1 l2 O F1 F2 影响杠杆使用效果的因素。 【探究】 例、如图所示的杠杆中， O是 ， 若设F1是动力， F2是 ， 动力臂是 ,阻力臂是 。 课堂检测 支点 阻力 OA OB l1 l2 O 力臂：从支点出发，画出力的作用线的垂线段 已知力，画力臂 课堂检测 7 F1 F F 力的方向 在支点同侧时 相反侧 在支点异侧时 同一侧 已知力臂，画力 课堂检测 8 【钓鱼杆】 作出其杠杆模型的五要素 二、构建杠杆模型 例、构建下列杠杆模型，画出对应的五要素。 课堂检测 三、杠杆的平衡 静止或缓慢的匀速圆周转动。 【平衡状态】 【活动】 杠杆满足什么条件才能处于平衡状态呢？ 力大则对应力臂要小，力小则对应力臂要大 体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来？ 【思考】 【猜想】 C.实验中如何快速测得动（阻）力臂？ ·多个钩码 四、探究杠杆平衡的条件 B.实验中如何方便地提供动力和阻力？ ·平衡螺母 A.实验中如何解决杠杆自重对平衡的影响？ ·水平位置平衡 ·弹簧测力计 ·刻度尺 ·在杠杆上标记均匀刻度 实验步骤： ①使支架在杠杆中心：目的：避免杠杆自身重力对实验的影响 ②调节平衡螺母，使杠杆处于水平状态，目的：方便读取力臂 ③在杠杆一侧挂上适量钩码，在另一侧的某一位置也挂上适量钩码， 使杠杆依旧保持在水平状态 ④改变钩码数量和钩码位置，多次实验 ⑤设计表格，记录数据 平衡螺母 四、探究杠杆平衡的条件 目的：从特殊现象中找出普遍规律，避免实验偶然性 13 【实验过程】 【结论】 2、若动力=阻力， 则动力臂=阻力臂 归纳总结实验结论 四、探究杠杆平衡的条件 F1l1 = F2l2 1、动力×动力臂=阻力×阻力臂 【内容】 【公式】 【拓展】 【思考】 五、杠杆平衡原理 动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 F1l1＝F2l2 杠杆受多个动（阻）力的平衡条件是什么呢？ 给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。 ——阿基米德 F1l1+ Fnln ＝F2l2 + Fmlm 阿基米德撬地球的杠杆应该有什么特点呢？ 【平衡要素的计算】 例、扁担长2m，两端物体的质量分别为50kg和30kg。 若不考虑扁担的重力，人的肩头应在什么位置，扁担才平衡? 【解】 F1l1＝F2l2 m1g AO＝m2g(AB－AO) 50kgAO＝30kg(2m－AO) 解之得：AO＝0.75m 肩头离A端0.75m处，扁担可保持平衡。 【答】 六、杠杆原理的应用 1 省力杠杆 省力杠杆有哪些特点？ 六、杠杆原理的应用 【杠杆的分类】 【特点】 动力臂大于阻力臂 动力小于阻力，省力 费距离 【实例】 起子 羊角锤 压水井手柄等 2 费力杠杆 【杠杆的分类】 【特点】 动力臂小于阻力臂 动力大于阻力，费力 省距离 【实例】 船桨等 笤帚 筷子 为什么要使用费力杠杆呢？ 镊子 六、杠杆原理的应用 3 等臂杠杆 【杠杆的分类】 【特点】 动力臂等于阻力臂 动力等于阻力 有没有既省力又省距离的杠杆？ 不省力也不省距离 六、杠杆原理的应用 F1l1 = F2l2 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1 l1 F2 l2 l1> l2 时，F1<F2 , 省力杠杆 l1= l2 时，F1 = F2 , 等臂杠杆 l1 < l2 时，