11.1杠 杆 --2023-2024学年苏科版物理九年级上学期

第十一章 简单机械和功 11.1 杠 杆 01 02 03 04 学习目标 学习重难点 课程讲解 总结与课后作业 目 录 学习目标 1．知道什么是杠杆，能从常见的工具中认出杠杆。 2．知道杠杆的种类以及各种杠杆的特点。 3. 理解力臂的概念，会画杠杆的动力臂和阻力臂。 学习重难点 1. 掌握杠杆的静力学分析方法； 2. 能够应用所学知识解决实际问题。 【活动】谁的力气大 —— 掰手腕 原本落败的同学是怎么反败为胜的呢？ 课程导入 观察下列工具，思考并讨论其共同特征? 课程导入 古希腊学者阿基米德在得出杠杆原理后，宣称： 给我一个支点，我就可以撬动整个地球。 课程导入 在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫杠杆。 新课讲授 钢丝钳 杆秤 瓶盖起子 新课讲授 道钉撬 火钳 独轮车 新课讲授 【思考】：这些工具工作时的共同特点？ 杠杆：一根在力的作用下绕一固定点转动的硬棒 杠杆一定是直的吗？ 新课讲授 杠杆五要素： F2阻力 l1动力臂 l2阻力臂 (动力作用线) (阻力作用线) O支点 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 支点到动力作用线的垂直距离 支点到阻力作用线的垂直距离 F1动力 新课讲授 支 点(O)：杠杆绕着转动的点。 动 力(F1)：促使杠杆转动的力。 阻 力(F2)：阻碍杠杆转动的力。 动力臂(l1)：从支点到动力作用线的垂直距离。 阻力臂(l2)：从支点到阻力作用线的垂直距离。 (力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线) F1 F2 l1 o l2 新课讲授 杠杆的五要素 支点O 动力臂l１ 阻力臂l２ 动力Ｆ１ 阻力Ｆ2 新课讲授 （1）先找支点O； （2）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线． （3）作出O点到力的作用线的垂直距离 画力臂的方法是： 新课讲授 探究杠杆平衡条件 天平使用过程中，通过改变力的大小，使横梁平衡。说明力的大小影响杠杆平衡。 一、提出问题：杠杆的平衡与那些因素有关呢？ 二、作出猜想： 杠杆平衡可能与力的大小及力臂的长短有关。 新课讲授 杆秤使用过程中，通过改变力臂的长短，使杆秤平衡。说明力臂的长短影响杠杆平衡。 新课讲授 探究杠杆平衡条件 问题1：实验的基本思路是什么？ 先来回忆一下 “探究二力平衡条件实验”的设计思路吧。 建立一个杠杆模型（越简单越好）；施加动力和阻力使其平衡；测出动力、阻力的大小及动力臂、阻力臂的长度； 总结普遍满足什么规律。 新课讲授 问题2：杠杆怎么选？ 直的、硬的、均匀的 一根均匀直木棒或者金属棒 方便操作和判断的 测力计拉或者挂钩码 问题3：怎么施加动力和阻力？ 保持静止 挂钩码的优点：直观、方便操作 使杠杆处于哪种平衡状态？ 新课讲授 三、实验器材： 杠杆、钩码、铁架台等 新课讲授 问题4：杠杆两端有可以调节的平衡螺母，起什么作用？ 忽略杠杆自重的影响 新课讲授 探究杠杆平衡条件 物体 杠杆 平衡状态 静止或匀速直线运动 静止或匀速转动 平衡条件 受力平衡 F1l1＝F2l2 新课讲授 （情形1）如图，力F始终与杠杆垂直，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？ 如图：①F2=G 与 l 1=OA 保持不变，l 2 变大； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F变大； 杠杆动态平衡分析 新课讲授 （情形2）如图，力F的方向保持水平向右，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？ 如图：①F2=G保持不变，l 2 变大，l 1变小； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F变大； 注意：此情况下杠杆不可能到达水平位置（当杠杆无限接近水平位置时，l 1无限接近于零，F无穷大）。 新课讲授 （情形3）如图，力F的方向保持竖直向上，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？ 如图：①F2=G保持不变，l 2 与l 1同时变大，且比值为0.5； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F=0.5G 保持不变； 新课讲授 归纳总结 杠杆 杠杆 定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆 支点(O)、动力(F1)、阻力(F2)、动力臂(l1)、阻力臂(l2) 杠杆的五要素 杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 生活