1、 第第1節(jié)節(jié) 杠桿杠桿第十一章第十一章 力和機(jī)械力和機(jī)械這三個(gè)用具有什這三個(gè)用具有什 么共同特點(diǎn)么共同特點(diǎn) 在在力力的作用下能夠繞著的作用下能夠繞著支撐點(diǎn)支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的的堅(jiān)實(shí)物體堅(jiān)實(shí)物體一、杠桿一、杠桿這些用具是杠桿嗎？這些用具是杠桿嗎？鋼絲鉗鋼絲鉗 桿秤桿秤 瓶蓋起子瓶蓋起子道釘撬道釘撬 火鉗火鉗 獨(dú)輪車獨(dú)輪車古代的杠桿古代的杠桿汲水汲水的桔槔的桔槔古代的杠桿古代的杠桿OO OF1F1F1F2F2F2OL1L2支點(diǎn)支點(diǎn) 動(dòng)力動(dòng)力阻力阻力動(dòng)力臂動(dòng)力臂阻力臂阻力臂1、支點(diǎn)、支點(diǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用O表示。表示。2、動(dòng)力、動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F1表

2、示。表示。4、動(dòng)力臂、動(dòng)力臂從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用L1表示。表示。3、阻力、阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F2表示。表示。5、阻力臂、阻力臂從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用L2表示。表示。杠桿的五要素杠桿的五要素 1、要畫好力臂，必須先搞清力臂的概念：從、要畫好力臂，必須先搞清力臂的概念：從支點(diǎn)支點(diǎn)到到力的作用線力的作用線的的垂直距離垂直距離。2、然后確定好支點(diǎn)和力的作用線（從、然后確定好支點(diǎn)和力的作用線（從力的作用點(diǎn)力的作用點(diǎn)沿沿力的方向力的方向所畫的直線）。所畫的直線）。3、最后從支點(diǎn)到力的作用線作垂線（用實(shí)線）并、最

3、后從支點(diǎn)到力的作用線作垂線（用實(shí)線）并用大括號(hào)標(biāo)出即可。用大括號(hào)標(biāo)出即可。 注：有時(shí)垂足在力的反向或正向延長(zhǎng)線注：有時(shí)垂足在力的反向或正向延長(zhǎng)線上，則需要將力的作用線用虛線正反向適上，則需要將力的作用線用虛線正反向適當(dāng)延長(zhǎng)。當(dāng)延長(zhǎng)。怎樣作杠桿示意圖怎樣作杠桿示意圖L2L1BF2OF1AF2BOAF1畫出圖中各力的力臂畫出圖中各力的力臂（1 1）找出支點(diǎn)的位置）找出支點(diǎn)的位置（3 3）從支點(diǎn)作動(dòng)力、阻力）從支點(diǎn)作動(dòng)力、阻力作用線的垂線作用線的垂線（2）確定動(dòng)力、阻力）確定動(dòng)力、阻力作用線作用線（4）標(biāo)垂足）標(biāo)垂足,定力臂定力臂F1F2L1L2O試著畫出各力和力臂試著畫出各力和力臂畫出圖中杠桿各力

4、的力臂畫出圖中杠桿各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O想一想想一想提問(wèn)：什么是力臂？答：不一定，只有力垂直作用在杠桿上時(shí)垂直。答：不一定，只有力垂直作用在杠桿上時(shí)垂直?；卮穑毫Ρ凼侵c(diǎn)到力的作用線的垂直距離?；卮穑毫Ρ凼侵c(diǎn)到力的作用線的垂直距離。 （注：力臂是長(zhǎng)度，國(guó)際基本單位為（注：力臂是長(zhǎng)度，國(guó)際基本單位為m）思考討論思考討論：1 力臂是一定在杠桿上嗎？2 杠桿是否都是直的？答：杠桿可以是直的，也可以是彎的或圓的，答：杠桿可以是直的，也可以是彎的或圓的， 只要是堅(jiān)實(shí)物體即可，可以是任意形狀。只要是堅(jiān)實(shí)物體即可，可以是任意形狀。3 若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，力的 方向改變，

5、力臂是否改變？答：力的方向不同，力臂的大小要改變。答：力的方向不同，力臂的大小要改變。杠桿平衡：杠桿杠桿平衡：杠桿靜止靜止或繞支點(diǎn)緩慢或繞支點(diǎn)緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。的狀態(tài)。 1 1 提出問(wèn)題：提出問(wèn)題：杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？2 2 猜想與假設(shè)：猜想與假設(shè)：假設(shè)一：假設(shè)二：F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L2二、實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件提問(wèn)：你還有其他的假設(shè)嗎？3、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思考與討論 杠桿兩端裝置兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用?為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置平衡呢?答：作用是使杠桿在水平位置平衡。答：作用是使杠桿

6、在水平位置平衡。答：答：因?yàn)檫@樣力臂的數(shù)值在杠桿上就能直接讀出或因?yàn)檫@樣力臂的數(shù)值在杠桿上就能直接讀出或量出。量出。OL1L2F1F2思考思考：F1L1與與F2L2之間有什么樣的關(guān)系呢？之間有什么樣的關(guān)系呢？4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)實(shí)驗(yàn)次數(shù) F1/NL1/cm F2/NL2/cm123456杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件：動(dòng)力動(dòng)力 X 動(dòng)力臂阻力動(dòng)力臂阻力 X 阻力臂阻力臂用字母表示為用字母表示為: F1L1=F2L2或或結(jié)論：當(dāng)杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力臂是阻力臂的結(jié)論：當(dāng)杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一5 5、分析與論證：、分析與論證： 例題例題1：

7、如圖，一輕質(zhì)桿：如圖，一輕質(zhì)桿OA一端固定在一端固定在豎直墻上，可繞豎直墻上，可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，已知點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，已知0A=0.3cm，OB=0.2cm,在在A點(diǎn)處懸掛一重點(diǎn)處懸掛一重物物G，質(zhì)量為，質(zhì)量為2kg，若在，若在B處施一豎直向處施一豎直向上的拉力上的拉力F，使杠桿在水平線上平衡，此，使杠桿在水平線上平衡，此時(shí)拉力時(shí)拉力F為多少？為多少？g=10N/kgg=10N/kg B BA AO OF F例2、某杠桿處于平衡狀態(tài)。已知作用在杠桿兩端的作用力F1和F2的比值是2：3，杠桿長(zhǎng)為100CM，計(jì)算L1和L2各是多少？F1F2O例例3 3：在已平衡的杠桿兩邊分別掛上在已平衡的杠桿兩邊分別掛上相同數(shù)

8、量的鉤碼（每個(gè)鉤碼質(zhì)量相相同數(shù)量的鉤碼（每個(gè)鉤碼質(zhì)量相等），杠桿仍然平衡嗎？等），杠桿仍然平衡嗎？如圖，則如圖，則：左右力臂左右力臂L1:L2=_L L1 1L L2 2在兩邊鉤碼下同時(shí)加掛在兩邊鉤碼下同時(shí)加掛一個(gè)同樣的鉤碼，杠桿一個(gè)同樣的鉤碼，杠桿_（填（填“能或不能能或不能”）平衡平衡 _邊下降邊下降小練習(xí) 1、一根蠟燭截、一根蠟燭截成長(zhǎng)度不同的兩段成長(zhǎng)度不同的兩段豎立在杠桿的兩邊，豎立在杠桿的兩邊，如圖且杠桿平衡，如圖且杠桿平衡，若同時(shí)點(diǎn)燃蠟燭若同時(shí)點(diǎn)燃蠟燭（設(shè)燃燒速度相（設(shè)燃燒速度相同），則杠桿的同），則杠桿的 _端將翹起。端將翹起。 2、一根均勻銅絲，在中、一根均勻銅絲，在中點(diǎn)處支住

9、它剛好平衡，現(xiàn)將點(diǎn)處支住它剛好平衡，現(xiàn)將其右端從中對(duì)折起來(lái)，如圖其右端從中對(duì)折起來(lái)，如圖所示，則杠桿所示，則杠桿A) 仍平衡；仍平衡； B)左端下降；左端下降； C)右端下降；右端下降； D)無(wú)法判斷無(wú)法判斷。 小練習(xí)小練習(xí)答案：答案：BF F1 1F F2 2動(dòng)力臂動(dòng)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 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2這這是省力杠桿是省力杠桿省力杠桿省力杠桿三、杠桿的分類三、杠桿的分類h hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1AABB省力，費(fèi)

10、距離省力，費(fèi)距離省力杠桿的特點(diǎn)省力杠桿的特點(diǎn)舉例生活中省力標(biāo)桿（舉例生活中省力標(biāo)桿（4 4種以上）？種以上）？省力杠桿省力杠桿 “給我一個(gè)立足點(diǎn)和一根給我一個(gè)立足點(diǎn)和一根足夠長(zhǎng)的硬棒，我就能移動(dòng)足夠長(zhǎng)的硬棒，我就能移動(dòng)地球。地球?！?阿基米徳阿基米徳F F2 2F F1 1動(dòng)力臂動(dòng)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 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2這這是費(fèi)力杠桿是費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿F F2 2F F1 1S=h/4S=h/4h hAABBA AB BF F2 2F F1 1O O費(fèi)力，省距離費(fèi)力，省

11、距離費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)舉例？舉例？費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿F F2 2F F1 1動(dòng)力臂動(dòng)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 2LL1 1 = = L L2 2FF1 1 = = F F2 2這這是等臂杠桿是等臂杠桿不省力，也不省距離不省力，也不省距離等臂杠桿的特點(diǎn)等臂杠桿的特點(diǎn)省力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿等臂杠桿概念概念動(dòng)力臂大于阻動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿力臂的杠桿動(dòng)力臂小于阻力動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿臂的杠桿動(dòng)力臂動(dòng)力臂=阻力阻力臂的杠桿臂的杠桿特點(diǎn)特點(diǎn)省了力，但費(fèi)省了力，但費(fèi)了距離了距離費(fèi)了力，但省了費(fèi)了力，但省了

12、距離距離不省力也不費(fèi)不省力也不費(fèi)力力實(shí)例實(shí)例撬棒、鍘刀、撬棒、鍘刀、瓶起子、瓶起子、鑷子、理發(fā)剪刀鑷子、理發(fā)剪刀天平天平三類杠桿的對(duì)比三類杠桿的對(duì)比 1、各式各樣的剪刀都是一對(duì)對(duì)杠各式各樣的剪刀都是一對(duì)對(duì)杠桿，要剪開較硬的物體，使用哪種剪刀桿，要剪開較硬的物體，使用哪種剪刀最合適最合適（ ） 2 2、如圖所示是腳踩式垃圾箱的示意圖，、如圖所示是腳踩式垃圾箱的示意圖，下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是 ( )( ) A A兩杠桿均為省力杠桿兩杠桿均為省力杠桿 B B兩杠桿均為費(fèi)力杠桿兩杠桿均為費(fèi)力杠桿 C CABCABC為省力杠桿為省力杠桿 D DABCABC為省力杠桿為省力杠桿C 3 3、圖

13、中的等臂杠桿處于水平位置并靜、圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，止，B B端繩子的拉力端繩子的拉力F F與與A A端重力端重力G G相比（相比（ ）A. F=GA. F=G；B. FB. F G G；C. F C. F G G；D. D. 無(wú)法比較。無(wú)法比較。A AO OB BF FG G 3 3、圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜、圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，止，B B端繩子的拉力端繩子的拉力F F與與A A端重力端重力G G相比（相比（ ）A. F=GA. F=G；B. FB. F G G；C. F C. F G G；D. D. 無(wú)法比較。無(wú)法比較。L L2 2L L1 1A AO OB BF FG G1、圖、圖1中輕棒中輕棒OA可繞可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿上的點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿上的B點(diǎn)用繩點(diǎn)用繩掛一物體掛一物體G，若要使，若要使OA如圖如圖5所示位置平衡，試所示位置平衡，試在圖中由所給條件作出該力的圖示。在圖中由所給條件作出該力的圖示。 2、如圖、如圖2所示，畫出將重物所示，畫出將重物G提起時(shí)所用的最小動(dòng)提起時(shí)所用的最小動(dòng)力（圖中裝置可繞力（圖中裝置可繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)）。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)）。 圖圖1 練習(xí)練習(xí) 圖圖2 一、杠桿及有關(guān)杠桿的幾個(gè)概念一、杠桿及有關(guān)杠桿的幾個(gè)概念支點(diǎn)