初中物理12.1 杠杆教学ppt课件

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杠杆杠杆平衡条件杠杆分类
埃及金字塔是世界七大奇迹之一。其中法老胡夫的陵墓最大，建于公元前二十七世纪，高146.5米，相当于40层楼高，由230万块重约2.5吨的大石块叠成，最大的一块重约16 吨，全部工程历时30余年。古埃及人用什么工具创造了这一奇迹？
你知道这些工具是利用了什么原理吗？下面我们就来学习它？
人们生产、生活中用到了下列的工具
今天我们用塔吊建成现代化城市！
这些工具具有什么共同特征呢？
注意：硬棒可以是直,也可以是弯曲的, 即杠 杆可以是各种各样的形状。
物理学中,把能绕某一固定点转动的硬棒,叫做杠杆。
跷跷板及上面列举的生产工具都是杠杆。
1.受力的作用2.绕固定点转动3.比较坚硬
支点到动力作用线的距离
支点到阻力作用线的距离
一“点”——支点O（一定在杠杆上） 动力F1 二“力”—— 相对的 阻力F2 动力臂L1 三“臂”—— 阻力臂L2
①找点（确定支点）；②画线（画力的作用线，一般画为虚线）；③作垂线段（从支点向力的作用线作垂线，垂 足在力的作用线上，一般画为虚线）；④标力臂（标垂足---直角符号、标力臂---支 点到垂足的距离 ）。
2. 杠杆是否都是直的？
1.力臂是一定在杠杆上吗？
3. 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但 作用方向改变，力臂是否改变？
答：杠杆可以是直的，也可以是弯的。
下图中关于动力F1的力臂的作图中，正确的是(　　)
导引：画动力臂的方法是过支点作动力作用线的垂线段，而A、B选项中线段与动力作用线不垂直，所以A、B选项错误；又因为D选项中，表示力臂的不是支点到动力作用线的距离，故D选项错误，C选项正确。
力臂是点到线的距离，找到点(支点)和线(力的作用线)，由点向线作垂线段即可。画力臂的方法可记为：一找点，二作线，点向线作垂线。
1．下列关于杠杆的说法中，错误的是(　　)A．杠杆可以是直的，也可以是弯的B．动力使杠杆转动，阻力阻碍杠杆转动C．支点可能在杠杆的端点，也可能在杠杆中间D．杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和
2．【中考·河南】如图所示，小华用苹果和橘子来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是(　　)A．苹果的重力 B．橘子的重力C．杆对橘子的支持力 D．苹果对杆的压力
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。
让我们从跷跷板开始进行探究。
为了便于探究跷跷板怎样才能平衡，可以对它进行简化。
用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人。
活动：探究杠杆的平衡条件
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？
假设一：F1+L1=F2+L2
假设二：F1–L1=F2–L2
假设三：F1/L1=F2/L2
假设四：F1 · L1=F2 · L2
3. 制定计划与设计实验
器材:杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
测量的物理量:力的大小
(2) A、B两图中的杠杆处于静止状态， 实验时采用哪幅图？为什么？
采用A图。实验时，使杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出或量出力臂的大小。
(1)杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起 什么作用?
1. 调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。2. 在杠杆的左侧一个位置挂上适量的钩码，记录 此位置，同时在右侧挂上适量的钩码，移动此 钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，记录此 位置。3. 改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出 三组数据。
1.在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠 杆在水平位置平衡。 2.挂钩码后，不能再移动平衡螺母，只能通过移动 钩码的位置使杠杆平衡。 3.读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以便 直接读出力臂的长度。
4.进行实验与收集数据
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
5. 分析论证、得出结论
F1·L1=F2·L2
总之，杠杆的平衡条件是
你的实验结论与你的假设一致吗?你的结论是什么?
如图所示，一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A端用绳子系在竖直墙壁的B点，在杠杆的C点悬挂一重为20 N的物体，杠杆处于水平静止状态。已知OA长为50 cm，OC长为30 cm，∠OAB＝30°。(1)请在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂。(2)拉力F的大小是多少？
导引：(1)力臂的画法：过支点作力的作用线的垂线段；(2)杠杆平衡的条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂；根据直角三角形角与边的关系，求出绳子对杠杆拉力的力臂；再利用已知的重力和重力的力臂以及杠杆平衡的条件求出拉力F的大小。
解：(1)如图所示。(2)如图所示，在Rt△OAD中,∠ODA＝90°,∠DAO ＝30°,所以OD＝1/2OA＝1/2×50 cm＝25 cm。 根据杠杆平衡条件得：F×OD＝G×OC，即F× 25 cm＝20 N×30 cm，解得：F＝24 N。
利用杠杆的平衡条件公式时，动力和阻力的单位要统一为力的单位“N”，动力臂和阻力臂的单位要统一，但不一定是“m”，其他长度单位统一也可以。
1．杠杆是否平衡，决定于(　　)A．动力与阻力的大小B．动力臂与阻力臂的长短C．动力与动力臂乘积和阻力与阻力臂乘积的大小D．以上都不对
2．【中考·自贡】如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再挂一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将(　　)A．还继续处于水平平衡B．右端上升，左端下降C．右端下降，左端上升D．无法确定杠杆的运动状态
由 F1l1=F2l2 ∵l1>l2 ∴F1< F2这是省力杠杆
可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离
由 F1l1=F2l2 ,∵l1 < l2 ,∴F1 > F2 ,这是费力杠杆
可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离
由 F1l1=F2l2∵l1 = l2∴F1 = F2这是等臂杠杆
等臂杠杆不省力，也不省距离
皮划艇是我国的奥运优势项目之一，如图所示，是我国选手夺冠时的场景。在比赛中，运动员一手支撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨，此时的船桨是(　　)A．等臂杠杆　 B．费力杠杆　 C．省力杠杆　 D．省功杠杆
导引：运动员一手支撑住桨柄的末端，末端视为支点，另一手用力划桨，阻力臂大于动力臂。因此，此时的桨属于费力杠杆。
识别杠杆的类型用比较法，通过比较动力臂与阻力臂的大小关系，来判断杠杆的类型。
1．关于费力杠杆，下列说法正确的是(　　)A．费力杠杆的动力臂大于阻力臂B．费力杠杆不能省距离C．费力杠杆会费力，因此没有用处D．费力杠杆可以省距离
2．【中考·德州】如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是(　　)
1. 动力方向和阻力方向之间的关系：(1)若支点在杠杆的中间，两力方向基本相同；若支点 在杠杆的一端，两力方向应该相反；(2)动力和阻力中，一个力使杠杆顺时针转动，则另一 个力使杠杆逆时针转动。2. 画力臂的顺口溜：一定点，二画线(力的作用线)， 三作垂线段。