滬科版《杠桿的平衡條件》(新).ppt

1,第十章 機械與人,第一節(jié)科學探究：杠桿的平衡條件,2,只要能給我一個支點，我就能撬動地球,3,4,一. 認識杠桿,5,一、什么是杠桿？,蹺蹺板,羊角錘,撬棒,6,起子,剪刀,天平,7,1.有力的作用,2.繞固定點轉動,3.硬棒,歸納結論:,在力的作用下，能 繞某一固定點轉動 的硬棒，物理學中 叫做杠桿.,杠桿有什么共同的特征呢？,讓我想一想?,8,在現(xiàn)實生活中，你能舉出哪些杠桿的實例呢？,9,10,O,人體中的杠桿,11,支點,動力,動力臂,阻力,阻力臂,杠桿繞著轉動的固定點，用0表示。,使杠桿轉動的力，用F1表示。,從支點到動力作用線的距離，用L1表示。,阻礙杠桿轉動的力，用F2表示。,從支點到阻力作用線的距離，用L2表示。,一“點”支點O（一定在杠桿上） 動力F1 二“力” （一定作用在杠桿上） 阻力F2 動力臂L1 二“臂” 阻力臂L2,杠桿五要素,認識杠桿的幾個概念,12,O,支 點,認識杠桿的幾個概念,動力作用線,阻力作用線,L2,13,標畫出杠桿的五要素,F1,L1,o,F2,L2,試一試,14,畫力臂的方法：,一找（找準支點）,二畫（畫出力的作用線,延長 線用虛線）,三引（引垂線,用虛線）,四標（標垂足-直角符號、 標力臂-支點到垂足的距離 ）,15,F2,F1,O,B,A,L1,L2,（）,例題：請把下圖中的支點與力臂畫出來。,16,例題：畫出下圖杠桿的支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂,F1,F2,L1,L2,O,17,o,F1,F2,L2,.,18,19,杠桿示意圖的作法,O,l1,F1,l2,F2,20,杠桿示意圖的作法,l1,F1,l2,F2,21,杠桿示意圖的作法,l1,F1,l2,F2,22,2 杠桿是否都是直的？,1 力臂是一定在杠桿上嗎？,3 若一力作用在杠桿上，作用點不變，但 作用方向改變，力臂是否改變？,答：不是,答：杠桿可以是直的，也可以是彎的,答：要改變,想一想?,23,科學探究的基本過程,“實驗探究：杠桿的平衡條件”,24,探究杠桿的平衡條件,物體的平衡狀態(tài),杠桿的平衡狀態(tài),25,實驗探究：杠桿的平衡條件,1 、提出問題：,杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、 阻力臂之間存在著怎樣的關系？,2 、猜想與假設：,假設一：,假設二：,假設三：,假設四：,F1+L1=F2+L2,F1L1=F2L2,F1/L1=F2/L2,F1 L1=F2 L2,26,實驗設計,杠桿、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺,探究杠桿的平衡條件,器材:,測量的物理量:,力,力臂,A、B兩圖中的杠桿處于靜止狀態(tài)，實驗時采用哪幅圖？為什么？,討論：,實驗時，使杠桿在水平位置平衡，便于在杠桿上直接測出力臂的大小。,27,探究杠桿的平衡條件,在實驗前,是否也要調節(jié)杠桿在水平位置平衡?為什么？,討論：,實驗前，使杠桿在水平位置平衡，為了避免杠桿自身的重力對杠桿平衡的影響，且便于直接在杠桿上讀出力臂的值。,28,探究杠桿的平衡條件,實驗步驟：,1.調節(jié)杠桿在水平位置平衡。,2.在杠桿的左側掛上適量的鉤碼，用彈簧測力計在豎直方向拉，使杠桿在水平位置平衡，記下彈簧測力計示數(shù)。,3.改變鉤碼數(shù)量或位置，重復上面的步驟，得出三組數(shù)據(jù)。（多次實驗是為了避免偶然性，得出普遍規(guī)律）,29,杠桿平衡條件：,探究杠桿的平衡條件,動力動力臂=阻力阻力臂,F1L1=F2L2,30,實驗題訓練: 研究杠桿平衡條件的實驗裝置如圖所示，在未掛鉤碼時，平衡螺母的作用是_,掛上鉤碼后，發(fā)現(xiàn)杠桿不平衡，則應_ _。,使杠桿在水平位置平衡,移動鉤碼的位置(或改變鉤碼的個數(shù))使杠桿在水平位置平衡,31,在“研究杠桿平衡條件”的實驗中： (1)所用的器材有彈簧測力計，支架，線，_和_. (2)實驗前,先要調節(jié)杠桿兩端的_.使杠桿在_.強調這一平衡位置的目的是_. (3)如圖所示的杠桿已處于平衡狀態(tài),若左端所掛重物的重力是1N,則彈簧測力計的示數(shù)_2N,因為彈簧測力計拉力的力臂_OA的長度(均填“大于”、“小于”或“等于”).如果要在杠桿上直接可以讀出力臂值來計算,那么彈簧測力計應沿_方向拉著杠桿. (4)該實驗得到的結論是:_,鉤碼,帶刻度的杠桿,平衡螺母,水平平衡,便于直接在杠桿上讀出力臂的值,大于,小于,豎直向上,杠桿平衡時：動力動力臂=阻力阻力臂,32,練習：已平衡的杠桿,1、兩端去掉相同質量的鉤碼，杠桿平衡嗎？ 2、將兩端鉤碼向支點移同樣的距離，杠桿平衡嗎？,33,O,G1,G2,l1,l2,G1G2,即G1l1 G2l2,又l1l2,F1l1 F2l2,34,杠桿平衡條件的應用,例題：當在杠桿處于平衡狀態(tài)，阻力為3000N，動力臂和阻力臂分別為180cm和6cm，請問動力為多少？,已知：F2 = 3000N L1 = 180cm L2= 6cm 求：F1=？ 解：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，得 F1 =（F2 L2）/L1 =（3000N6cm）/ 180cm = 100N 答：動力為100N。,35,O,l1=9m,l2=7cm,F1=200N,F2,杠桿的平衡條件應用,例題：,由F1l1F2l2 得：,解：,=2.57104N,=2.57103kg = 2.57t,36,例：學校組織同學們到農村參加社會實踐活動，小強第一次學習挑擔子，他做了以下兩次試驗，請你根據(jù)各小題后的要求作答。 (1)他先在1.2m扁擔的兩端各掛上50N的重物，擔子很快就被平穩(wěn)地挑起來。這時他的肩膀應放在扁擔的什么位置（只要回答，不要分析）？ (2)接著，他又在扁擔的A端加上50N的重物，但他掌握不好擔子的平衡。請你用杠桿平衡知識，幫助他計算出肩膀應距B端多遠，擔子才能重新水平平衡？（扁擔質量忽略不計）,37,練習：.如圖所示，一體積為1000 cm3的實心鋁塊浸沒在水中，并用細線掛在一輕質杠桿的B點，現(xiàn)在杠桿的A點施加一個豎直向下的拉力F使杠桿在水平位置保持平衡，則拉力F= .(已知OB=2OA,鋁=2.7103kg/m3),38,練習：如圖所示，一邊長為10cm的實心正方體銅塊和一金屬塊分別掛在輕質杠桿的A點和B點，杠桿在水平位置保持平衡時銅塊對地面的壓強為6900Pa，求金屬塊的重（已知銅=2.7103kg/m3，OA:OB=3:2）。,39,1.兩個力作用在杠桿兩端使杠桿平衡,則( ) A.這兩個力的大小必須相等 B.這兩個力的力臂長必須相等 C.力臂較長的那個力比較大 D.力臂較長的那個力比較小,D,課堂練習,40,第二課時,41,杠桿的分類,三類杠桿：,若l1l2，則F1 F2,若l1= l2，則F1 F2,若l1l2，則F1 F2,小結：,判斷杠桿的類型，實際就是比較動力臂和阻力臂的大小,42,省力杠桿, F1 L1 = F2 L2 ， 又 L1 L2 F1 < F2,43,省力杠桿（動力臂 阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,44,h2,h1,省力杠桿的特點是：,O,h1 h2,省力費距離,45,省力杠桿的應用：,46,費力杠桿（動力臂< 阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,47,費力杠桿的特點是:,h2,h1,O,費力省距離,h1 h2,48,我們需要用費力杠桿嗎？它有什么好處？,49,等臂杠桿（動力臂 =阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,L2 L1 2 F1,等臂杠桿的特點是:,不省力，不費力 不省距離，不費距離,50,等臂杠桿有用嗎？,51,杠桿的分類：,1、若l1l2，則F1 F2,2、若l1= l2，則F1 F2,3、若l1l2，則F1 F2,小結：,52,杠桿的分類,請對下列器具應用的杠桿進行分類：,等臂杠桿,費力杠桿,費力杠桿,省力杠桿,費力杠桿,53,杠桿的分類,請對下列器具應用的杠桿進行分類：,省力杠桿,費力杠桿,省力杠桿,費力杠桿,省力杠桿,費力杠桿,54,它們是什么杠桿？,55,在圖所示的簡單機械中，屬于費力杠桿的是 （ ） A翹棒B鑷子C鍘刀D開瓶器,56,生活物理社會,生活中的剪刀,思考：什么情況下，人們會選用費力杠桿？ 使用費力杠桿有什么好處？,當阻力比較小時，人們會選用費力杠桿。使用費力杠桿會省距離，很方便。,57,圖是各式各樣剪刀的示意圖，它們都是一對的杠桿?，F(xiàn)要用它們來剪開較硬的物體，其中選用最合適的剪刀是（ ）,58,如圖所示為使杠桿平衡，F(xiàn)1、F2、F3 三次分別作用在A點，其中_最小。,F2,希臘科學家阿基米德發(fā)現(xiàn)杠桿原理后，發(fā)出了“給我支點，我可以撬動地球”的豪言壯語。假如阿基米德在杠桿的一端施加600N的力，要搬動質量為6.01024kg的地球，那么長臂的長應是短臂長的多少倍？如果要把地球撬起1cm，長臂的一端要按下多長距離？假如我們以光速向下按，要按多少年？（做完該題，你有何啟示？）,59,杠桿使用時最省力的動力,例：用撬棒撬石塊，分別沿如圖所示的四個方向用力，其中最省力的是（ ） A.沿F1方向 B.沿F2方向 C.沿F3方向 D.沿F4方向,分析：根據(jù)杠桿的平衡條件：F1 L1= F2 L2 可得 F1 = F2 L2 / L1 當F2 和L2一定，則L1最大時，F(xiàn)1最小，即最省力。,60,最大動力臂,最大動力臂：以支點和動力在杠桿上的作用點的連線作為力臂，即為最大的動力臂（則動力的方向應與該連線垂直）。,61,3、畫出圖中作用在A 點最小的力的方向 。,FA,B,62,在下圖中，要將一圓柱體重物推上臺階，畫出 最小的作用力。,63,小結,1.學習了杠桿、支點、動力、 阻力、動力臂、阻力臂等概念.,2.探究了杠桿的平衡條件是 動力動力臂=阻力阻力臂 公式表示為:F1l1= F2l2 3.杠桿的分類,