杠杆的平衡条件.pptx

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1、有道理吗？能做到了吗？有道理吗？能做到了吗？阿基米德阿基米德科学狂人豪语：“给我一个给我一个支点支点和和立足点立足点，我就能，我就能撬动撬动地球地球！”第1页/共63页如果阿基米德可以直接抬起60千克的重物,则他需要一个力臂比为10的20次方的杠杆 则他要把地球撬起1cm,需要把杠杆的另一端压下10的18次方千米.如果他压下如果他压下60kg物体要用的时间是物体要用的时间是1s,则他需要三十则他需要三十三万亿年左右时间才可以把地球撬起来三万亿年左右时间才可以把地球撬起来.即使他的手和光速一样快即使他的手和光速一样快,也要十几万年才能撬起来也要十几万年才能撬起来地球的地球的1cm 1cm 第2页

2、/共63页一、认识杠杆一、认识杠杆观察下列工具，思考并讨论其共同特征。第3页/共63页核桃钳核桃钳独轮车独轮车开瓶器开瓶器天平天平指甲剪刀指甲剪刀钢丝钳钢丝钳镊子镊子扳手扳手剪刀剪刀第4页/共63页第5页/共63页1 1、受力的作用、受力的作用2 2、绕固定点转动、绕固定点转动3 3、比较坚硬、比较坚硬在在 的作用下，的作用下，能绕某一能绕某一 转动的转动的 ，叫做杠杆。叫做杠杆。力固定点硬棒第6页/共63页认识杠杆的五要素认识杠杆的五要素:第7页/共63页杠杆示意图:F2阻力L L1 1动力臂动力臂L L2 2阻力臂阻力臂动力作用线动力作用线阻力作用线阻力作用线O支点杠杆绕着转动杠杆绕着转动

3、的固定点的固定点使杠杆转动使杠杆转动的力的力阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力支点到动力作用支点到动力作用线的距离线的距离支点到阻力作用线支点到阻力作用线的距离的距离F1动力第8页/共63页oF F1 1F F2 2L1L2其他杠杆练习第9页/共63页分析撬棒的力臂分析撬棒的力臂:F F1 1F F2 2oL1L2第10页/共63页大人和小孩能一起玩大人和小孩能一起玩 跷跷板跷跷板吗？吗？第11页/共63页F F1 1F F2 2oL1L2跷跷板跷跷板:第12页/共63页杠杆的平衡提问：什么是杠杆的平衡？什么是杠杆的平衡？归纳结论：归纳结论：当杠杆在动力和阻力的作用下，保当杠杆在动力和阻力的作用

4、下，保持持静止状态静止状态或或匀速转动状态匀速转动状态，我们，我们就说杠杆处于平衡。就说杠杆处于平衡。第13页/共63页实验探究：杠杆的平衡条件实验探究：杠杆的平衡条件1.提出问题提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？之间存在着怎样的关系？2.猜想与假设：猜想与假设：假设一假设一：假设二假设二：假设三假设三：假设四假设四：F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L2假设五假设五：第14页/共63页F F1 1F F2 2oL L1 1L L2 2杠杆杠杆平衡平衡螺母螺母杠杆在什么条件下

5、平衡？第15页/共63页探究影响杠杆水平平衡的因素1 1将将带有刻度带有刻度的木尺调节在的木尺调节在水平位置水平位置平衡。平衡。2 2在木尺的两边分别挂上在木尺的两边分别挂上数目不同的钩码数目不同的钩码，调节钩调节钩 码到码到O O点点距离，使距离，使杠杆水平静止杠杆水平静止。3.3.改变钩码个数并改变钩码个数并调节悬挂点到调节悬挂点到O O点的距离点的距离，使木尺使木尺 处于处于水平静止水平静止状态。将各次实验数据填写入下表。状态。将各次实验数据填写入下表。实验实验次数次数左边左边右边右边动力动力F F1 1/N/N距离距离L L1 1/cm/cm阻力阻力F F2 2/N/N距离距离L L2

6、 2/cm/cm1 12 23 3F1F2 L1L2O第16页/共63页思考与讨论思考与讨论 杠杆两端有两只可调节的螺母，能杠杆两端有两只可调节的螺母，能 起什么作用起什么作用?为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?归纳结论作用作用:调节杠杆自身的平衡调节杠杆自身的平衡(实验开始前）实验开始前）因为这样能因为这样能在杠杆在杠杆方便测量出力臂的方便测量出力臂的数值。数值。第17页/共63页实验次数动力F F1 1/N/N动力臂L1/cm/cm阻力F F2 2/N/N阻力臂L2/cm/cm123实验数据表格设计F1 L1F2 L2第18页/共63页进行实验与收集证据

7、进行实验与收集证据：实验次数实验次数左左 边边右右 边边F1/NL1/cmF2/NL2/cm10.5101521151.51031.520215第19页/共63页提问:你的实验结论与你的假设你的实验结论与你的假设 一致吗一致吗?你的结论是什么你的结论是什么?总之,杠杆的平衡条件是：动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻阻力臂力臂F F1 1 L L1 1=F=F2 2 L L2 2这是阿基米德发现的杠杆原理。或或或或F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2=第20页/共63页乙乙甲甲做一做做一做1.把杠杆左边改用弹簧测力计把杠杆左边改用弹簧测力计竖直拉竖直拉使其使其水平平衡水平平衡（图甲）（

8、图甲），能否得出以上结论？能否得出以上结论？2.保持阻力保持阻力F2及左右两边距离不变及左右两边距离不变，用测力计用测力计斜拉斜拉杠杆杠杆仍使其水平平衡仍使其水平平衡（图乙）图乙）,你有什么发现？你认你有什么发现？你认为发生这种现象的原因是什么为发生这种现象的原因是什么?（F F1 1变大了变大了!）第21页/共63页图甲图甲图乙图乙O L L力的作用线力的作用线O第22页/共63页图甲图甲图乙图乙O L L1OL1第23页/共63页第25页/共63页1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则则()A.这两个力的大小必须相等这两个力的大小必须相等 B.这两个力的力臂长

9、必须相等这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小力臂较长的那个力比较小2.要使右图杠杆保持平衡要使右图杠杆保持平衡,最省力的方向是最省力的方向是()ABCDoDA第26页/共63页2、如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每、如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（还能保持平衡的是（）A、左右钩码各向支点移一格、左右钩码各向支点移一格 B、左右各减少一个钩码、左右各减少一个钩码C、左右各减少一半钩码、左右各减少一半钩码 D、左右各增加两个钩码、左右各增

10、加两个钩码 C第27页/共63页3.判断：动力和阻力可以人为规定。（判断：动力和阻力可以人为规定。（）4.把重为把重为4N和和12N的物体分别挂在杠杆的两端的物体分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡时杠杆平衡时,两端的长度之比是两端的长度之比是.3:1第28页/共63页F2L1L2利用利用杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件分析撬棒的分析撬棒的优缺点优缺点:F1O分析：分析：由图可知：由图可知：L L1 1L L2 2，据，据F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2得：得：F F1 1F F2 2则则省力，但费距离。省力，但费距离。杠杆的分类第29页/共63页h2h1省力杠杆OOh1 h2省力费距离

11、省力费距离第30页/共63页 利用杠杆可以用较小的力产生一个较大的力，从而省力！第31页/共63页开瓶器开瓶器省力杠杆第32页/共63页道钉撬道钉撬省力杠杆第33页/共63页F F1 1F F2 2oL1L2活塞式抽水机活塞式抽水机省力杠杆第34页/共63页F1F2OL1L2手推车手推车省力杠杆第35页/共63页羊角锤撬钉羊角锤撬钉 省力杠杆第36页/共63页刹刹车车板板省力杠杆第37页/共63页费力杠杆：h2h1OO费力省距离费力省距离h1 h2第38页/共63页F F2 2F F1 1动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2

12、 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2这这是费力杠杆是费力杠杆缝纫机的脚踏板缝纫机的脚踏板费力杠杆第39页/共63页钓鱼1、2费力杠杆液压装置钓鱼竿筷子镊子第40页/共63页等臂杠杆 （动力臂等于动力臂等于 阻力臂阻力臂）F2F1L1L2OO第41页/共63页F F2 2F F1 1动力臂动力臂L1L1阻力臂阻力臂L2L2O O等臂杠杆的特点由由F1L1=F2L2 L1=L2 F1=F2这这是等臂杠杆是等臂杠杆等臂杠杆不省力，也不省距离第42页/共63页使使用用时时哪哪些些是是省省力力杠杠杆杆？哪哪些些是是费费力力杠杠杆杆？“柄长省力；口长费力”第43页/共63页 哪种剪

13、纸方法省力？哪种剪纸方法省力？哪种剪纸方法省距离？哪种剪纸方法省距离？第44页/共63页 苏州园林常用的剪刀（粗枝剪、细枝剪、苏州园林常用的剪刀（粗枝剪、细枝剪、整篱剪），请指出它们的名称：整篱剪），请指出它们的名称：细枝剪 整篱剪 粗枝剪第45页/共63页剪刀中的杠杆知识剪刀中的杠杆知识 杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂剪刀剪刀用途用途动力动力阻阻力力动力臂动力臂 阻力臂阻力臂 杠杆种类杠杆种类特点特点剪铁皮剪铁皮小小大大长长短短省力杠杆省力杠杆省力省力费距离费距离裁衣服裁衣服大大小小短短长长费力杠杆费力杠杆费力费力省距离省距离剪花剪花小小大大长长短

14、短省力杠杆省力杠杆省力省力费距离费距离理发剪理发剪大大小小短短长长费力杠杆费力杠杆费力费力省距离省距离“柄长省力；口长费力柄长省力；口长费力”第46页/共63页 EBD：E E为支点，为支点，B B为动力作用点，为动力作用点，D D为阻力作用点，为阻力作用点，构成一个构成一个费力杠杆。费力杠杆。EFG：E E为支点，为支点，F F为动力作用点，为动力作用点，G G为阻力作用点，为阻力作用点，构成一个构成一个费力杠杆。费力杠杆。剪指甲钳由三个杠杆组成的由三个杠杆组成的：ABC：C C为支点为支点，A A为动力作用点，为动力作用点，B B为阻力作用点，为阻力作用点，构成一个构成一个省力杠杆。省力杠

15、杆。第47页/共63页核桃钳省力杠杆第48页/共63页生物体内的杠杆生物体内的杠杆 费力杠杆F1F20第49页/共63页杠杆的应用：三类杠杆第50页/共63页 请判断下图中，哪种是省力杠杆，哪种是费力杠请判断下图中，哪种是省力杠杆，哪种是费力杠请判断下图中，哪种是省力杠杆，哪种是费力杠请判断下图中，哪种是省力杠杆，哪种是费力杠杆，哪种是等臂杠杆杆，哪种是等臂杠杆杆，哪种是等臂杠杆杆，哪种是等臂杠杆省力省力省力省力省力省力省力省力等臂等臂等臂等臂费力费力费力费力省力省力省力省力省力省力省力省力第51页/共63页请同学们分析各是什么杠杆？请同学们分析各是什么杠杆？拧螺丝用的扳手拧螺丝用的扳手家庭用

16、的煤火钳家庭用的煤火钳铁路起道钉起子铁路起道钉起子起重机起重机水龙头的扳手水龙头的扳手理发用的推剪理发用的推剪开启酒瓶用起子开启酒瓶用起子第52页/共63页判断方法：先判断方法：先判断方法：先判断方法：先画出动力臂和阻力臂画出动力臂和阻力臂画出动力臂和阻力臂画出动力臂和阻力臂，再，再，再，再比较动力臂和比较动力臂和比较动力臂和比较动力臂和 阻力臂的长短阻力臂的长短阻力臂的长短阻力臂的长短，再，再，再，再判断是哪种判断是哪种判断是哪种判断是哪种杠杆杠杆杠杆杠杆判断根据：判断根据：判断根据：判断根据：省力杠杆（省力杠杆（省力杠杆（省力杠杆（L L L L1 1 1 1L L L L2 2 2 2,

17、F F1 1F F2 2)省力费距离省力费距离省力费距离省力费距离 （铡刀、起子、指甲剪；手推车子、铡刀、起子、指甲剪；手推车子、铡刀、起子、指甲剪；手推车子、铡刀、起子、指甲剪；手推车子、老虎钳；道钉撬、压水杆，羊角锤子、老虎钳；道钉撬、压水杆，羊角锤子、老虎钳；道钉撬、压水杆，羊角锤子、老虎钳；道钉撬、压水杆，羊角锤子、刹车板、还有一个铁皮剪。刹车板、还有一个铁皮剪。刹车板、还有一个铁皮剪。刹车板、还有一个铁皮剪。）费力杠杆（费力杠杆（费力杠杆（费力杠杆（L L L L1 1 1 1L L L L2 2 2 2,F F1 1F F2 2)费力省距离费力省距离费力省距离费力省距离 （镊子、筷

18、子、理发剪、起重机臂、镊子、筷子、理发剪、起重机臂、镊子、筷子、理发剪、起重机臂、镊子、筷子、理发剪、起重机臂、钓鱼竿、扫帚、铁锨、铁火钳、钓鱼竿、扫帚、铁锨、铁火钳、钓鱼竿、扫帚、铁锨、铁火钳、钓鱼竿、扫帚、铁锨、铁火钳、还有缝纫机的脚踏板。还有缝纫机的脚踏板。还有缝纫机的脚踏板。还有缝纫机的脚踏板。）不省力也不费力杠杆（不省力也不费力杠杆（不省力也不费力杠杆（不省力也不费力杠杆（L L L L1 1 1 1L L L L2 2 2 2,F F1 1F F2 2 （天平、定滑轮天平、定滑轮天平、定滑轮天平、定滑轮）特别强调：第53页/共63页ABC下列哪个杠杆是省距离的下列哪个杠杆是省距离的

19、（）DD第54页/共63页图中的杠杆处于水平位置并静止图中的杠杆处于水平位置并静止AO=OBAO=OB，B B端端绳子的拉力绳子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（）A.F=GA.F=G B.F B.FG G C.F C.FG G D.D.无法比较无法比较A AO OB BF FG GCC第55页/共63页下列属于费力杠杆的是（下列属于费力杠杆的是（）如图所示，在扶正被风吹倒的树木时如图所示，在扶正被风吹倒的树木时,下列措施中下列措施中最合适的是（最合适的是（）A A绳直接系在绳直接系在A A点点 B B绳直接系在绳直接系在B B点点C C在在A A点垫上橡皮点垫上橡皮,再系上

20、绳再系上绳 D D在在B B点垫上橡皮点垫上橡皮,再系上绳再系上绳DC第56页/共63页下列工具中，属于省力杠杆的是（下列工具中，属于省力杠杆的是（）A 瓶盖起子瓶盖起子 B 钓鱼竿钓鱼竿 C 天平天平 D 镊子镊子如图，在使用中属于费力杠杆的是（如图，在使用中属于费力杠杆的是（）AD第57页/共63页下列事例属于省力杠杆是（下列事例属于省力杠杆是（）A.A.用镊子换药用镊子换药 B B用筷子夹菜用筷子夹菜 C.C.用大扫扫帚扫地用大扫扫帚扫地 D.D.用钳子截断铁丝用钳子截断铁丝甲甲乙乙如图两种剪刀，如果来剪铁皮，应选如图两种剪刀，如果来剪铁皮，应选 种剪刀。种剪刀。在理发时应选在理发时应选

21、 种剪刀。种剪刀。D甲甲乙乙第58页/共63页 室内垃圾桶室内垃圾桶 室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。使用时用脚踩踏板，桶盖开启。从结构示意图看出，它是有两个杠杆组成的，下从结构示意图看出，它是有两个杠杆组成的，下面用面用脚踩的是一个省力杠杆脚踩的是一个省力杠杆，用来把桶，用来把桶盖支起的是盖支起的是一个费力杠杆一个费力杠杆。杠杆的作用是用来改变力的大小和方向杠杆的作用是用来改变力的大小和方向第59页/共63页桔槔（桔槔（jiegaojiegao）第60页/共63页 杆杆 秤秤 杆秤的构造：由秤杆、提扭、秤盘、秤杆秤的

22、构造：由秤杆、提扭、秤盘、秤砣组成。砣组成。工作原理：工作原理：不等臂杠杆不等臂杠杆 使用方法：将物体放在秤盘，提起提扭，使用方法：将物体放在秤盘，提起提扭，调节秤砣位置使秤杆平衡，这时直接从秤调节秤砣位置使秤杆平衡，这时直接从秤杆刻度处读数。杆刻度处读数。杆秤是通过什么方法改变量程的杆秤是通过什么方法改变量程的?一个杆秤通常有一个杆秤通常有两个称量范围两个称量范围,量程的大小是通过改变提扭的位置实现的量程的大小是通过改变提扭的位置实现的,提扭离称盘近称的量程大提扭离称盘近称的量程大.生活中的一些不法商贩生活中的一些不法商贩,通过什么方法欺骗消费者通过什么方法欺骗消费者?生活中的一些不法商贩生

23、活中的一些不法商贩,通过通过减小秤砣的质量的大小减小秤砣的质量的大小或或增增加称盘的质量加称盘的质量使得称量值大于实际值来欺骗消费者使得称量值大于实际值来欺骗消费者.第61页/共63页 台台 秤秤 台秤的构造：由基座、秤盘、调零螺丝、支点、台秤的构造：由基座、秤盘、调零螺丝、支点、槽玛、秤杆、游码、砝码盘组成。槽玛、秤杆、游码、砝码盘组成。工作原理：不等臂杠杆工作原理：不等臂杠杆 使用方法：调节调零螺丝使台秤平衡，将物体放在使用方法：调节调零螺丝使台秤平衡，将物体放在秤盘，在砝码盘放上适当砝码，移动游码，使台秤再秤盘，在砝码盘放上适当砝码，移动游码，使台秤再次平衡，这时次平衡，这时物体的质量等于砝码数加游码数。物体的质量等于砝码数加游码数。第62页/共63页感谢您的观看。感谢您的观看。第63页/共63页