内容正文:
第1节 杠杆
第十一章—机械与功
学习目标:
【物理观念】知道简单机械,了解杠杆的相关概念,了解杠杆平衡的条件; 能分析生产生活中不同类型的杠杆,并运用杠杆原理解决有关的实际问题。
【科学思维】知道杠杆是一种理想模型;能运用杠杆知识分析简单问题,提出自己的见解,并获得结论,培养科学推理能力;能解释如何根据实际需要选择 合适的杠杆,具有使用科学证据的意识。
教学引入
阿基米德曾说过这样的豪言壮语:“给我一个支点,我就能撬起整个地球”。
人的力量是有限的,但人的智慧是无穷的人类在漫长的历史中创造了各种各样的工具,使工作更省力、更方便,这些工具统称为机械。
生活中我们常借助一些机械解决许多问题......
杠杆
一
这些机械在工作时有什么共同特点??
工作时,能绕一个固定的支撑点转动
杠杆
一
1.定义:在只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看作杠杆。
注意:杠杆不一定都是直的!
这些用具都是杠杆吗?
钢丝钳 杆秤 瓶盖起子
道钉撬 火钳 独轮车
杠杆
一
F1
F2
O
力的作用线:
—通过力的作用点沿力的作用方向所画的直线
力臂:从支点到力的作用线的距离
L1
L2
动力臂
阻力臂
动力:使杠杆转动的力 。
阻力:阻碍杠杆转动的力。
支点:杠杆绕着转动的点。
杠杆
一
F1
F2
L1
L2
O
例:试着画出各力和力臂
⑴找出支点
⑵画力的作用线(作用线用实线,作用线的延长线用虚线)
⑶作出从支点到力的作用线的距离(即力臂用实线,要有垂直符号)
⑷用{标出动力臂、阻力臂并用字母符号L1、L2区别开(注意:大括号要括到力臂的两端)
杠杆
一
O
F1
F2
L1
L2
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
支点
杠杆绕着转动的支撑点,用O表示。
动力
动力臂
阻力
阻力臂
使杠杆转动的力,用 表示。
阻碍杠杆转动的力,用 表示。
从支点到动力作用线的距离,用 表示。
从支点到阻力作用线的距离,用 表示。
2.杠杆的五要素
杠杆
一
3.生活中常见的杠杆
杠杆
一
注意:不一定是水平状态
此时动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消,杠杆处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡。
杠杆的平衡条件
二
两幅图中哪个杠杆处于平衡状态呢?
杠杆的平衡条件
二
杠杆在满足什么条件时才会平衡?
在杠杆的使用中,杠杆的平衡状态是一种常见而且重要的状态。
杠杆的平衡条件
二
杠杆的平衡条件
二
探究实验:杠杆的平衡条件
实验器材 : 杠杆、钩码、铁架台、测力计
实验步骤
1、组装杠杆
2、调节平衡螺母,使杠杆水平平衡。
3、杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆水平平衡。将钩码个数、左边杆长L1、右边杆长L2记录表格中。
4、改变钩码数量和位置,再做几次实验。
杠杆的平衡条件
二
杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件
二
实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm F1L1/N•m 阻力F2/N 阻力臂L2/cm F2L2/N•m
1 1.0 0.05 0.5 0.1
2 1.5 0.05 0.5 0.15
3 1.0 0.15 1.0 0.15
4 1.5 0.1 1.0 0.15
实验表格
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1 L1 = F2 L2
得出结论:
0.05
0.05
0.075
0.075
0.15
0.15
0.15
0.15
避免偶然性,获得普遍规律
杠杆的平衡条件
二
实验前杠杆的平衡怎么调?
为什么实验前要求杠杆静止时在水平位置平衡?
选择杠杆的中点作为支点的原因?
本实验进行多次实验的目的?
调节平衡螺母,左偏右调,右偏左调。
便于测量力臂,可以直接从杠杆上读出力臂的大小
消除杠杆自重对实验的影响。
杠杆的分类
三
1省力杠杆:
动力臂大于阻力臂 L1 >L2
动力小于阻力 F1 <F2
2费力杠杆:
动力臂小于阻力臂 L1 <L2
动力大于阻力 F1 >F2
杠杆的分类
三
3等臂杠杆:
动力臂等于阻力臂 L1 = L2
动力等于阻力 F1 = F2
杠杆的分类
三
C
B
D
A
O
F1
F2
深度思考:与杠杆垂直的力是最小吗?
杠杆的分类
三
20
B
D
A
O
F2
F1
B
D
A
O
F2
F1
C
L1
总结:当支点到动力作用点的连线为最大力臂时,与其垂直的力最小
杠杆的分类
三
21
11.1 杠杆
一、杠杆
1.定义:在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都可以看作杠杆
2.杠杆的五要素
支点
动力
动力臂
阻力
阻力臂
二、杠杆的平衡条件
1 杠杆平衡
2 条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1 L1 = F2 L2
三 杠杆的分类
1省力杠杆:
2费力杠杆:
3等臂杠杆:
L1 >L2, F1 <F2
L1 < L2, F1 > F2
L1 =L2, F1 =F2
本节小结
1.画出图中杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
课堂练习
2.:在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码(每个质量相等),杠杆仍然平衡,如图,则:
⑴左右力臂L1:L2=______?
·
L1
L2
⑵在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码,杠杆____(填“能或不能”)平衡? _____边下降?
1:2
不能
右边
课堂练习
⑶若使杠杆再次水平平衡,可在 ___边的钩码下再挂 ___ 个钩码?
·
左
1
课堂练习
L2
L1
A
O
B
F
G
提示:先画出力臂,再进行判断
c
3.思考:图中的杠杆(OA=OB)处于水平位置并静止,B端绳子的拉力F与A端重力G相比( )
A. F=G;
B. F〈 G;
C. F 〉G;
D. 无法比较。
课堂练习
Lavf58.20.100
$$