2021学年1 杠杆评优课课件ppt

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11.1杠杆
第十一章 简单机械和功
情景引入：观察
　　这些工具在使用时，有什么共同特点？
　　这些工具在使用时，有什么共同特点？
情景引入：观察、思考
物理与生活
（方法一）
（方法二）
1、杠杆的定义
教材引入
认识生活中的杠杆：
撬棒、羊角锤、剪刀、钳子、镊子、核桃钳等。
2
认识杠杆
在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢？
3
注：硬棒可以是各种形状的。
定义在力F的作用下可绕一固定点O转动的“硬棒”，称为杠杆。
支点（O）：
动力（F1）：
阻力（F2）：
动力臂（L1）：
阻力臂（L2）：
力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线。
杠杆绕着转动的点。
杠杆五要素
使杠杆转动的力。
阻碍杠杆转动的力。
从支点到动力作用线的距离。
从支点到阻力作用线的距离。
2、杠杆的五要素
动力作用线
动力臂
阻力臂
动力
阻力
阻力作用线
o
支点
杠杆五要素
F1
F2
L1
L2
（1）辨认杠杆；（2）先找支点O；（3）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线；（4）作从支点到力的作用线的垂线段(虚线)。 ( 5 )标记垂直符号 ( 6)标记力臂
画力臂的方法
F1
F2
L1
L2
F1
F2
l1
l2
F1
F2
l1
O
l2
O
例、在图中作出力F1的力臂L1和力F2的力臂L2
想一想：1.力臂是一定在杠杆上吗？2.杠杆是否都是直的？
拓展：在图中作出力F1的力臂L1和力臂L2对应的力F2的示意图．
注意：①力的作用点一定在杠杆上 ②动力与阻力的作用效果不同
F2
F1
L2
L1
杠杆平衡：
当杠杆在动力和阻力的作用下静止或作缓慢的匀速转动时，就说杠杆平衡。
3、杠杆的平衡条件
（1） 提出问题：
杠杆平衡时，动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2之间存在着怎样的关系？
（2）猜想与假设：
假设1：
假设2：
假设3：
假设4：
F1+L1=F2+L2
F1–L1=F2–L2
F1/L1=F2/L2
F1 · L1=F2 · L2
杠杆的平衡条件
还有其他假设吗？
F12+L12=F22+L22
F13+L13=F23+L23
……
① 调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
螺母
螺母
（4） 进行实验：
杠杆向右偏，则将平衡螺母往左调。杠杆向左偏，则将平衡螺母往右调。
（3） 制定计划与设计实验：
② 在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。然后把实验数据填入表中。
F2
F1
L2
L1
③ 改变力和力臂的数值，再做两次实验，把实验数据填入表中。
杠杆的平衡条件是：
（5） 得出结论：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
或写作： F1L1＝ F2L2
即：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。
信息快递：1、杠杆静止或匀速转动我们就说此时杠杆处于平衡状态。2、杠杆平衡条件也叫杠杆原理，最早由古希腊学者阿基米德总结出来。
杠杆两端可调节的平衡螺母，起什么作用?
为什么要求杠杆静止时，在水平位置?
平衡螺母调节杠杆自身的平衡。
力臂的数值在杠杆上可以直接读出或量出。消除杠杆自重对实验的影响
（6）交流与合作：
挂钩码后，能不能再调节平衡螺母？
不能。
实验过程为什么要做多次实验?
实验结束，如何对数据进行处理?
防止由于一次实验数据带来的偶然性的偏差。
针对猜想用数学方法进行验证。
（6）交流与合作：
杠杆平衡后动力和阻力是两边钩码的重力吗？
只是大小等于重力，作用点应该在杠杆上。
　　巩固练习
l1＝0.2l2，F1是F2的＿＿倍。F1:F2＝3:4，l1:l2＝＿＿＿＿。l1:l2＝2:7，F2＝60 N，F1＝＿＿＿。F1＝25 N，F2＝100 N，l1＝40cm，l2＝＿＿＿。
5
4:3
210N
10cm
请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？
4、杠杆的分类
★课堂活动
一、省力杠杆
图中，动力臂 阻力臂，由杠杆平衡条件可知，杠杆平衡时，动力 阻力。用较小的动力就可以克服较大的阻力。
>
<
省力杠杆
在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？
我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？
在省力的时候，费了力的作用点移动的距离
想一想
★课堂活动
二、费力杠杆
图中，动力臂 阻力臂，由杠杆平衡条件可知，杠杆平衡时，动力 阻力。用较小的动力就可以克服较大的阻力。
>
<
费力杠杆
使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离。
★课堂活动
三、等臂杠杆
图中，动力臂 阻力臂，由杠杆平衡条件可知，杠杆平衡时，动力 阻力。用较小的动力就可以克服较大的阻力。
=
=
等臂杠杆
（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；
5、杠杆动态平衡分析
（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）。
（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；
（情形4）如图，杠杆保持静止，力F的方向由竖直向上变为水平向右的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2与l 2 保持不变，l 1先变大后变小； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F先变小后变大（当F与杠杆垂直时F最小）；
【人体关节】
生活 物理 社会
教材图11-9、11-10
1．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是 （ ）
A．启瓶器
B．切纸铡刀
C．食品夹
D．羊角锤
课堂练习
C
2．小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时，他把杠杆挂在支架上，发现左端向下倾斜。（1）若使杠杆在 位置平衡，需把平衡螺母向 端调节。（2）如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码，则在B处要挂 个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡。（3）若在C处挂6 N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应该 ，此时弹簧测力计的示数为 。
水平
右
2
竖直向上
2 N
　　3．如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（ ） A．沿F1方向的力最小 B．沿F2方向的力最小 C．沿F3方向的力最小 D．三个力的大小相等
B
F3
O
杠杆及其平衡条件
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
生活中的杠杆
省力杠杆
l1 ＞l2 ，F1＜ F2
费力杠杆
l1 ＜l2 ，F1＞ F2
等臂杠杆
l1 =l2 ， F1= F2
课 堂小 结
1、力臂是一定在杠杆上吗？
答：不是。
F1
F2
L1
L2
课后反思
2、若力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？
答：改变。
F1
O
L1
L2
F2
1、杆秤上的两个提钮有什么区别？2、杆秤上的刻度有那些特点？3、秤砣生锈对测量结果有什么影响？4、秤砣破损对测量结果有什么影响？
【思考】
3、杆 秤