1、第一節(jié)：杠 桿,唐友東,一認(rèn)識(shí)杠桿,提問：,a . b . c.,固定點(diǎn),繞固定 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),不變形(硬棒),杠桿定義: 一根硬棒在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒叫杠桿.,杠桿有什么共同的特征呢？,2 杠桿的五要素：,一點(diǎn)；兩力；兩力臂；（動(dòng)力作用點(diǎn)、阻力作用點(diǎn)）,小資料,人體內(nèi)的杠桿,“給我一個(gè)立足點(diǎn)，我就能移動(dòng)地球。”這是希臘科學(xué)家阿基米德的一句名言。實(shí)際上，用杠桿移動(dòng)地球是不可能的。但是這反映了阿基米镕發(fā)現(xiàn)杠桿規(guī)律后的興奮心情。 幾乎每一臺(tái)機(jī)器中都少不了江桿，就是在人體中也有許許多多的杠桿在起作用。拿起一件東西，彎一下腰，甚至翹一下腳尖都是人體的杠桿在起作用，了解了人體的杠桿不僅可

2、以增長(zhǎng)物理知識(shí)，還能學(xué)會(huì)許多生理知識(shí)。,小資料,人體內(nèi)的杠桿,點(diǎn)一下頭或抬一下頭是靠杠桿的作用(見圖)，杠桿的支點(diǎn)在脊柱之頂，支點(diǎn)前后各有肌肉，頭顱的重量是阻力。支點(diǎn)前后的肌肉配合起來(lái)，有的收縮有的拉長(zhǎng)配合起來(lái)形成低頭仰頭，從圖里可以看出來(lái)低頭比仰頭要省力。,小資料,人體內(nèi)的杠桿,當(dāng)曲肘把重物舉起來(lái)的時(shí)候，手臂也是一個(gè)杠桿(如圖)。肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn)，支點(diǎn)左右都有肌肉。這是一種費(fèi)力杠桿，舉起一份的重量，肌肉要化費(fèi)6倍以上的力氣，雖然費(fèi)力，但是可以贏得速度。,小資料,人體內(nèi)的杠桿,當(dāng)你把腳尖翹起來(lái)的時(shí)候，是腳跟后面的肌肉在起作用，腳尖是支點(diǎn)，體重落在兩者之間。這是一個(gè)省力杠桿(如圖)，肌肉的拉力比體重

3、要小。而且腳越長(zhǎng)越省力。,小資料,人體內(nèi)的杠桿,如果你彎一下腰，肌肉就要付出接近1200牛頓的拉力。這是 由于在腰部肌肉和脊骨之間形成的杠桿也是一個(gè)費(fèi)力杠桿（如圖)。 所以在彎腰提起立物時(shí)，正確的姿式是盡量使重物離身體近一 些。以避免肌肉被拉傷。,這些都是杠桿,例1：找出下列支點(diǎn),下一張,怎樣找力臂,（1）：找出支點(diǎn) （2）：作出力的作用線（用虛線） （3）：從支點(diǎn)作這些力的作用線的垂線（用虛線） （4）：標(biāo)出垂直符號(hào)；標(biāo)出力臂,作出下圖的力臂,F1,想一想?,提出問題： 杠桿平衡需要滿足什么樣的條件呢？,制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),G1,G2,O,L1,L2,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集證據(jù),結(jié)論：杠桿平衡的條件是

4、 動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂,提問：在現(xiàn)實(shí)生活中，你還能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢？,4、杠桿的分類,（1）省力杠桿：l1l2，則F1F2，使用這類杠桿，雖然費(fèi)力，但可以省距離。 （3）等臂杠桿：l1=l2，則F1=F2，使用這類杠桿，既不能省力，也不能省距離。,如圖2所示，在杠桿的B處掛一物體G。 若要使杠桿保持水平靜止，則在A端施 加動(dòng)力的方向錯(cuò)誤的是 AAC方向 BAD方向CAE方向 DAF方向,A,是開汽水瓶蓋工具的受力示意圖， 其中正確的是圖 ,B,圖1為切紙刀正在切紙的示意圖，F(xiàn)1為動(dòng)力，F(xiàn)2為阻力，其中正確的是圖,B,O,O,O,O,透徹理解力臂：,畫出下列圖中所示杠桿的力臂:,O,O,O,

5、O,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F3,F1,F2,L1,L2,L1,L2,L3=0,L1,L2,L2,L1,3如下圖所示,杠桿ab的中點(diǎn)掛一物體 G,杠桿可繞軸a轉(zhuǎn)動(dòng),則水平拉力F的力 臂應(yīng)是（）,ac,力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離,力臂是從支點(diǎn)開始；,在下圖中，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)力的大小， 不可能平衡的杠桿是圖,二力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向向反的理解:,B,1、如圖所示，下列力臂畫的正確的是：,(C),A,D,C,B,注意：力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。,思考討論：,1 力臂是一定在杠桿上嗎？,答：不是,F1,F2,L1,L2,2 若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變

6、 ，但作用方向改變，力臂是否改變？,L2L1,F,O,答：要改變,2,例1、如圖所示，杠桿AB在彈簧秤的拉力作 用下保持靜止，已知A為支點(diǎn)，若改變力的 方向至虛線位置，在這個(gè)過程中動(dòng)力臂和阻力 臂各如何變化:,F2,阻力臂不變,L2,L1,動(dòng)力臂變小,力臂的變化:,1在圖中，O為支點(diǎn)，力臂最長(zhǎng)的力是 AF1 BF2 CF3 DF4,C,L1=0,1同一點(diǎn)可以施加無(wú)數(shù)個(gè)方向的力,2這無(wú)數(shù)個(gè)方向的力的力臂不一定相同,3力的作用線通過支點(diǎn)的，力臂為零。,1在圖6中，O為支點(diǎn)，最小 的力是 AF1 BF2 CF3 DF4,C,L1=0,如圖所示，為使杠桿平衡，F(xiàn)1、F2、F3三次分別作用在A點(diǎn)，其中最

7、小。,。,F1,。,。,。,。,。,畫出下列各力的力臂。,3如圖，一個(gè)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，已知阻力F2的方向，以及動(dòng)力F1的力臂，在圖中補(bǔ)全F2的力臂以及動(dòng)力F1。,L2,F1,o,F1,F2,L1,L2,5請(qǐng)?jiān)趫D5中畫出抽水機(jī)手柄A點(diǎn)所受動(dòng)力F1的力臂l1和B點(diǎn)所受阻力F2的示意圖。,L1,F2,6 .如圖lO所示簡(jiǎn)易吊車正在吊起重為G的建筑材料，請(qǐng)?jiān)趫D中杠桿OB上分 別畫上動(dòng)力臂l1，和阻力臂l2,F2,L2,L1,F1,2如圖丙，O是簡(jiǎn)易晾衣架的支點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中作出繩子拉力F的力臂和衣服所受重力的示意圖.,G,F2,認(rèn)識(shí) 掌握力臂:,1下列關(guān)于力臂的說法中正確的是（ ） A、力臂是從支點(diǎn)到力

8、的作用線的垂直距離 B力臂是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離C.杠桿的長(zhǎng)度一定等于動(dòng)力臂和 阻力臂之和D力臂一定在杠桿上 E有力作用在杠桿上，但力臂可能為零。,A,E,注意： 杠桿是否都是直的？,答：杠桿可以是直 的，也可以是彎的,o,L1,L2,(一) 畫杠桿示意圖,o,F1,F2,L1,L2,o,L1,L2,1、如圖所示的人前臂可以看成杠桿，圖中O為支點(diǎn)，當(dāng)肱二頭肌將重力為40N的鉛球2如圖丙，O是簡(jiǎn)易晾衣架的支點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中作出繩子拉力F的力臂和衣服所受重力的示意圖.，畫出人的手臂受到的阻力F2的示意圖和阻力臂L2。,F2,L2,L1,F1,4 .請(qǐng)?jiān)趫D5中畫出用瓶起子啟瓶蓋的動(dòng)力F1的力臂L1和阻

9、力F2。,F2,L1,二 杠桿平衡條件：,三 三類杠桿：,省力杠桿（動(dòng)力臂大于 阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,h2,h1,省力杠桿：,O,h1 h2,省力費(fèi)距離,費(fèi)力杠桿（動(dòng)力臂小于 阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,費(fèi)力杠桿：,h2,h1,O,費(fèi)力省距離,h1 h2,等臂杠桿（動(dòng)力臂等于 阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,例:如圖所示的用具都是杠桿的應(yīng)用。 請(qǐng)畫出它們的示意圖，并說明它們所屬 的杠桿類型。,(三)分辨三類杠桿練習(xí),例3：怎樣撬這塊石頭，最省力？,A,2 調(diào)整力臂大小,巧用杠桿：,例4：若有三種獨(dú)輪車如圖所示，請(qǐng)你挑選一下，哪一種最適合( ),圖18,b,5 利

10、用如圖所示的杠桿提升重物G，不計(jì)桿重，動(dòng)力作用在A點(diǎn)，則此杠桿（ ） A一定是省力杠桿 B一定是費(fèi)力杠桿 C不可能是等臂杠桿 D可以是等臂杠桿,D,2.一個(gè)原來(lái)水平靜止的杠桿,如果再作用一個(gè)力后,杠桿仍能處于靜止?fàn)顟B(tài),則此力可能是( ) A. 豎直作用于動(dòng)力點(diǎn)上 B. 豎直作用于阻力點(diǎn)上 C.作用在支點(diǎn)上,或力的作用線通過支點(diǎn) D. 作用在杠桿的任一點(diǎn),但力的作用線必須與杠桿垂直,C,1 最大力臂最小力問題:,例2：下圖所示的杠桿。 （1）若以B為支點(diǎn)，請(qǐng)畫出D點(diǎn)所加最小力的示意圖.,A,D,C,B,（2）若以C為支點(diǎn)，請(qǐng)畫出D點(diǎn)所加最小力的示意圖。,A,D,C,B,（2）若以D為支點(diǎn)，請(qǐng)畫出

11、D點(diǎn)所加最小力的示意圖。,A,D,C,B,F1,A,1 畫出下列各圖中A點(diǎn)所加最小力的示意圖:,A,分析從1到2,測(cè)力計(jì)示數(shù)如何變化:,力臂先變大再變小;,讀數(shù)先變小再變大,最大力臂;,G,L2=O,LI,分析力臂如何變化?再分析力大小的變化?,分析是省力杠桿,還是費(fèi)力杠桿?,例1 下圖中,力F與杠桿始終垂直,用力F拉著杠桿,由豎直位置轉(zhuǎn)到水平位置,則 力F的大小: A:一直變大; B:一直變小; C 先大后小; D先小后大 E 不變 F無(wú)法確定,分析是省力,還是費(fèi)力?,O,L1,L2=0,L1,L2,O,L1,L2=0,L1,L2,L1不變,L2變大,4 如圖所示，O為支點(diǎn)，OA=AB=BC

12、 則F1與F2兩力之比為( )A31 B13C21 D12,A,3.杠桿左右兩端分別掛有重物是40牛和50牛.此時(shí)杠桿平衡,若使兩端物體都減少10牛.則( ) A. 左端下沉 B. 右端下沉 C. 仍然平衡 D. 不能確定,B,一根杠桿長(zhǎng)1米，支點(diǎn)O在它的最左端，現(xiàn)將一G為90牛頓的重物放在距O點(diǎn)20厘米處，若使杠桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，則動(dòng)力作用在杠桿最右端時(shí)，沿_方向時(shí)，動(dòng)力最小，且動(dòng)力的大小是_牛頓。,。,1,2,3,2,18,已知?jiǎng)恿Ρ凼亲枇Ρ鄣?倍，那么阻力是動(dòng)力的幾倍？,3,如圖每個(gè)鉤碼重都是2牛，左邊鉤碼對(duì)曲臂杠桿作用力的力臂是20厘米，杠桿忽略不計(jì)，那么右邊的作用力的力臂是多少？,

13、10,如圖，如果已知彈簧秤對(duì)杠桿拉力的力臂與鉤碼對(duì)杠桿拉力的力臂之比為7:3，彈簧秤讀數(shù)是6牛，杠桿重忽略不計(jì)，那么鉤碼的重多少？,14,1用鐵棍撬起一塊重500牛頓的石頭，已知?jiǎng)恿Ρ凼?米，阻力臂是20厘米，撬起該石頭至少要用多少牛頓的力。,100,例5. 有一個(gè)量程為10牛的彈簧測(cè)力計(jì)，現(xiàn)用它測(cè)量一個(gè)大西瓜所受的重力，其他輔助器材可任意選用，但不得切割西瓜，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)2種方法測(cè)出它所受的重力。要求： （1）寫出設(shè)計(jì)方案（或畫示意圖) （2）寫出操作步驟和被測(cè)的物理量 （3）寫出被測(cè)結(jié)果的表達(dá)式。,方法一： 實(shí)驗(yàn)方案：如圖所示，找一根米尺，使其充當(dāng)杠 桿，西瓜對(duì)杠桿的作用力為阻力，彈簧測(cè)力計(jì)的拉

14、 力為動(dòng)力，根據(jù)杠桿平衡條件就可以測(cè)得大西瓜受 到的重力。,實(shí)驗(yàn)步驟： 1. 將米尺一端架在桌上，用網(wǎng)兜將西瓜掛在米尺 上，在米尺的另一端用繩通過彈簧測(cè)力計(jì)向上提起 使米尺在水平位置平衡。 2. 記錄支點(diǎn)到網(wǎng)兜、彈簧測(cè)力計(jì)的距離,結(jié)果：根據(jù)杠桿平衡條件有,方法二： 實(shí)驗(yàn)方案：利用如圖所示的滑輪組，可以測(cè)得 實(shí)驗(yàn)步驟：大西瓜受到的重力 1. 測(cè)量動(dòng)滑輪受到的重力,2. 將滑動(dòng)組按照如圖所示的方法組裝。 3. 用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上提著物體，記下此時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),。 結(jié)果：,在下列工具中省力的是哪一組（ ） A. 鍘刀、汽車上的剎車閘、羊角錘起釘子； B. 鑷子、釣魚桿、剪子； C. 鍘刀、天

15、平、釣魚桿； D. 鑷子、汽車上的剎車閘、釣魚桿。,練習(xí)一,練習(xí)二,下列說法中哪些是正確的（ ） A. 使用杠桿一定會(huì)省力； B. 省力杠桿的動(dòng)力臂一定小于阻力臂； C. 動(dòng)力臂是支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離； D. 等臂杠桿不省力也不省距離。,圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B端繩子的拉力F與A端重力G相比（ ） A. F=G； B. F G； C. F G； D. 無(wú)法比較。,練習(xí)三,提示,圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B端繩子的拉力F與A端重力G相比（ ） A. F=G； B. F G； C. F G； D. 無(wú)法比較。,練習(xí)三,先畫出力臂 再進(jìn)行判斷,填空: 1 力臂是_. 2省力杠桿的特點(diǎn)是_,好處是_, 缺點(diǎn)是_,舉例:_; 費(fèi)