2020-2021学年12.1 杠杆试讲课ppt课件

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看古代战争片时,经常能看到一种攻城用的机械，即人力抛石机，亦称牵引抛石机，这种机械最早出现于公元前5世纪战国时期，北周和隋唐时期西传，先为早期的阿拉伯人使用,后传入欧洲。这种武器可把石弹、巨石或爆炸物投到敌方的城墙上、城内或兵阵内而造成破坏。你知道人力抛石机的原理吗？其中有什么物理奥秘呢?
1. 认识杠杆，并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；能从常见的工具和简单机器中识别出杠杆；能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。
2. 通过探究，掌握杠杆的平衡条件，并能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。
它们工作时有什么共同特征？
当你使用这些工具时，你就在使用杠杆了。
杠杆是最简单的机械之一。
一根硬棒在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。
注意：硬棒可以是直,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状。
杠杆绕着转动的固定点，用O表示。
促使杠杆转动的力，用F1表示。
从支点到力的作用线的距离，用l表示。
阻碍杠杆转动的力，用F2表示。
动力与杠杆转动方向相同。
阻力与杠杆转动方向相反。
试一试：画出图中杠杆各力的力臂。
如图所示，一个绕O点转动的杠杆，已知阻力F2的方向，以及动力 F1的力臂l1 ，在图中作出阻力F2的力臂l2以及动力F1的示意图。
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或做缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。
在杠杆的使用中，杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。杠杆在满足什么条件时会才平衡？
设计实验：当杠杆平衡时，分别测出动力F1、阻力F2，动力臂l1、阻力臂l2。并多次改变力和力臂，获取多组数据，从而分析总结出杠杆的平衡条件。
实验器材：带等分刻度的均质木尺、钩码、铁架台、弹簧测力计。
（1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。
（2）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。
目的：使杠杆的重力作用线通过杠杆支点，避免杠杆自身重力 对杠杆平衡的影响。
目的：保证力臂沿杠杆，便于测量力臂。
（3）将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
调节方法：杠杆哪端高，就向哪端调节平衡螺母。
（4）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。 （5）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
目的：使实验结论具有普遍性。
　杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
例题 据《杭州日报》报道，2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。测量时利用了根长度为12m的槽钢作为杠杆。吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时，弹簧测力计示数F1为200N。测得l1为6m，l2为4cm。若不计铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。
由F1l1＝F2l2 得：
=3×103kg＝3t
杠杆上离支点（O）最远的点(A)作为作用点，且力的方向与OA垂直，此时所施加的力最小。
若l1＞l2，则F1 F2
若l1＝l2，则F1 F2
若l1＜l2，则F1 F2
判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小。
若克服的阻力较大时，要用省力杠杆。
若克服的阻力较小时，要用费力杠杆。
使用费力杠杆，可以省距离。
例1（2019•河南）如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表示它工作示意图的是（　　） A B C D
例2 （2019•深圳）如右图所示，在C点用力把桌腿A抬离地面时，桌腿B始终没有移动，请在C点画出最小作用力的示意图。
例3 （2019•青岛）如图为探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆平衡时，钩码对杠杆的阻力F2=10N，阻力臂l2=20cm，测力计示数F1=25N，则动力臂l1为（　　）A．15cm B．8cm C．50cm D．80cm
解析：根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得动力臂：
例4（2019•北京）如图所示的用具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）A．筷子 B．瓶盖起子 C．撬棒 D．核桃夹
徒手无法完成，要用省力杠杆
1. 一位泰山挑山工用一根长1.8m的扁担挑起货物，如图为扁担示意图，若在扁担的A端挂200N的物体，B端挂300N的物体，挑起重物时使扁担水平平衡，则挑山工肩膀需顶在距A端_________m远的位置（不计扁担的重力）。
2. 各式各样的剪刀都是一对对杠杆。下列剪刀，最适合剪开较硬物体的是 （　　） A B C D
3.小明小组利用如图所示的装置探究“杠杆平衡条件”时，在杠杆两侧挂上不同个数的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，这样三次实验后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。下列能帮助他得出正确结论的操作是 (　　)A.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉B.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉C.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉D.增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性
4.如图所示的是吊车起吊货物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起。下列说法正确的是(　　)A.吊臂是一省力杠杆，但要费距离B.吊臂是一个费力杠杆，但可以省功C.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆 支持力的力臂变小D.匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆 支持力渐渐变小
小明利用杠杆做了以下实验，实验时使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等，请回答下列问题：（1）如图甲所示，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆的左端下沉，若想使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向_________调节。杠杆在水平位置平衡后，在A点悬挂2个钩码，要使杠杆在水平位置再次平衡，需在B点悬挂_________个钩码；之后在A、B两点再各增加1个钩码，杠杆将_________（选填“不动”、“顺时针旋转”或“逆时针旋转”）。
（2）如图乙所示，小明在A、C两点分别悬挂等重的载物盘，制作了一个天平，左盘盛放物体，右盘加减砝码，此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的？________________。（3）小明正确使用自制天平称量 物体质量时：①假如支点O因某种原因向右偏移，则测量值_________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）；②假如砝码因生锈等原因质量增大，则测量值_________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。