初中物理杠杆及应用全课件.ppt

1、杠杠 杆杆n一人用手拔钉在木板上的一人用手拔钉在木板上的钉子，拔不动钉子，拔不动n提问：结合你生活中观察，提问：结合你生活中观察，谁能想办法拔出钉子？谁能想办法拔出钉子？（旁边放了许多工具，例（旁边放了许多工具，例如老虎钳、螺丝刀、羊角如老虎钳、螺丝刀、羊角锤、木块等等）锤、木块等等） 0 0拔图钉拔图钉.rmvb 1 1起子起子.swf 2 2羊角锤分析羊角锤分析观察下列用具，思考：它们有什么观察下列用具，思考：它们有什么共同特点？共同特点？总结特点：总结特点：是一根硬棒是一根硬棒在力的作用下能绕一固在力的作用下能绕一固定点转动定点转动杠杆定义：杠杆定义：一根在一根在力力的作用的作用下可绕一

2、下可绕一固定点固定点转动的转动的硬硬棒，棒，叫做杠杆。叫做杠杆。生活中许多机械中都有杠杆，举例：生活中许多机械中都有杠杆，举例：（1 1剪刀剪刀 2 2钓鱼钓鱼 3 3跷跷板跷跷板 4 4生活中的各种杠杆生活中的各种杠杆）思考：杠杆一定要直的吗？思考：杠杆一定要直的吗？以螺丝刀为例，介绍有关杠杆的名词术语以螺丝刀为例，介绍有关杠杆的名词术语。 支点支点：杠杆绕其转动的点：杠杆绕其转动的点 O O 动力动力：使杠杆转动的力：使杠杆转动的力 F1F1 阻力阻力：阻碍杠杆转动的力：阻碍杠杆转动的力 F2F2动力动力和和阻力阻力都是杠杆受到的力，它们都是杠杆受到的力，它们的作用点都在杠杆上。有时动力与

3、阻的作用点都在杠杆上。有时动力与阻力分不清力分不清力臂力臂是从支点到力的作用是从支点到力的作用线线的垂直距离。的垂直距离。 动力臂动力臂：从支点到动力作用：从支点到动力作用线线的垂直距离的垂直距离L1L1力的作用线力的作用线：过力的作用点沿力的方向所画的直线：过力的作用点沿力的方向所画的直线 阻力臂阻力臂：从支点到阻力作用：从支点到阻力作用线线的垂直距离的垂直距离L2L2o.AF1.BF2l2l1什么叫什么叫力臂力臂？从从支点支点到到力的作用线力的作用线的的垂直距离垂直距离。怎样找力臂？怎样找力臂？方法：方法：1.应先找出支点的位置，应先找出支点的位置，2.再沿动力和阻力的作用方向画出力的作用

4、线，再沿动力和阻力的作用方向画出力的作用线，3.然后从支点作这些力的作用线的垂线。然后从支点作这些力的作用线的垂线。这个垂线就是力臂。这个垂线就是力臂。力臂不是支点到力的作用点的距离力臂不一定在杠杆上，钓鱼竿镊子抽水机剪刀典型示例典型示例（南京市中考试题）（南京市中考试题）下图是一种常见活塞式抽水机的示意下图是一种常见活塞式抽水机的示意图，在图中画出手柄所受动力图，在图中画出手柄所受动力F F1 1的力臂和的力臂和阻力。阻力。F1F2ABOAF1F2BABF1F2画出画出杠杆杠杆上各力相应的上各力相应的力臂力臂O.O.研究杠杆的平衡条件研究杠杆的平衡条件(1)(1)杠杆的平衡杠杆的平衡是指杠杆

5、静止不转动或杠杆匀速是指杠杆静止不转动或杠杆匀速转动。转动。今天研究杠杆的平衡是指杠杆在水平位置静止不今天研究杠杆的平衡是指杠杆在水平位置静止不动的平衡。动的平衡。答答: :使杠杆自身的重力作用线通过支点上，使杠杆自身的重力作用线通过支点上，这样就抵消了杠杆自身的重力对杠杆平衡的这样就抵消了杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响影响提问：提问：步骤步骤1 1，为什么要调节杠杆两端的，为什么要调节杠杆两端的螺母使杠杆在螺母使杠杆在水平位置水平位置平衡？平衡？步骤步骤2 2，为什么在杠杆两边挂上不同，为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在在水平位置水平位

6、置重新平衡？重新平衡？答答: :杠杆只有在水平位置平衡，量得支点到杠杆只有在水平位置平衡，量得支点到钩码的距离就是力臂，此时杠杆如果不水平，钩码的距离就是力臂，此时杠杆如果不水平，则支点到钩码的距离就不是力臂。从支点到则支点到钩码的距离就不是力臂。从支点到动（阻）力作用线的距离，即力臂的长度，动（阻）力作用线的距离，即力臂的长度，才可从杠杆上的刻度值直接读出才可从杠杆上的刻度值直接读出. .(2)(2)实验目的：研究杠杆的平衡条件。实验目的：研究杠杆的平衡条件。 填写下列表格 1实验1 2实验2 3实验3实验次数动力F1/N动力臂 l1/cm动力动力臂 F1l1阻力F2/N 阻力臂 l2/cm

7、阻力阻力臂 F2l2123研究杠杆的平衡条件从上面的实验中可以得到如下的结论：讨论：人和大象能不能玩跷跷板？讨论：人和大象能不能玩跷跷板？若能，请估算跷跷板的力臂之比若能，请估算跷跷板的力臂之比大约是多少？大约是多少？杠杆的应用：三种杠杆杠杆的应用：三种杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆人身上的杠杆：人身上的杠杆：F1F200用弹簧秤竖直向上拉杠杆一端的A点，如图中a所示，杠杆平衡时，弹簧秤示数为Fa，凡若在A点斜向上拉，如图中b所示，杠杆平衡时，弹簧秤示数为Fb，则Fa_Fb。（选：大于、小于、等于填）小于一根重100N的均匀直铁棒放在水平地面上，抬起一端所需最小的力是 （ ）A50N B

8、75NC25N D100N 使用杠杆时，下列哪个说法是正确的？ （ ）A阻力越大，动力一定越大B阻力臂越短，动力臂一定越长C阻力一定时,动力臂与阻力臂之比越大，动力一定越小D动力臂和阻力臂一定是相互垂直的 下列哪些应用属于省力杠杆 （ ） A手握钢笔写字B汽水瓶起盖器的使用C用筷子夹菜D用大扫帚扫地 ACB图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（ ）A. F=G；B. F G；C. F G；D. 无法比较。如图所示，杠杆挂上砝码恰好平衡，每个砝码质量相同。在下列各种情况下杠杆还能保持平衡的是( )A左右砝码各向支点移一格B左右砝码各减少一个C左右砝码各减少一半D左右

9、砝码各增加二个 CA AO OB BF FG GCP40图10中的铁皮剪刀、理发剪刀，它们的动力臂和阻力臂的长短各不相同，试分析它们的特点。有一长1米，两端分别挂重力为50N和225N的物体，那么支点应该距重力为225N的物体多远，杠杆才能平衡？解；由F1 L1 =F2 L2 得： 50N(1m L2) =225NL2 得： L2 =0.29m如图所示，如杠杆右端的钩码下面再加挂一个同样的钩码，那么杠杆左端的钩码应移动多少距离，才能使杠杆重新平衡？ 在图中，锅炉保险阀门S的截面积S=5cm2,锅炉内蒸汽压强的安全值是5105 Pa，OA长10cm，如果右端的锤重为50N，试问：（1）为了保证锅

10、炉的安全使用，重锤应挂在离支点O多远的地方？（2）若重锤悬挂处B点离O点的最大距离OB为30cm，为保证安全，重锤下最多能加挂多重的物体？下图中各种类型的杠杆中，省距离的是： ( ) 一根粗细均匀的杠杆AB，在端A、B处分别作用竖直向下的力F1、F2时，杠杆在水平位置处于平衡。若使力F1、F2同时各减小2牛顿，则杠杆失去平衡，且A端上升，B端下降，由此可以判断杠杆AB的支点位置。( )A在杠杆的中点B不在杠杆的中点，而靠近A端C不在杠杆的中点，而靠近B端D条件不足，无法判断 AC如图所示，力F1、F2、F3、F4分别先后作用在撬棍上刚好撬动石头，其中作用力最小的是（）AF1BF2CF3DF4B

11、L20生活中的剪刀生活中的剪刀: :动力臂大于阻力臂时，动动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，为省力杠杆。力小于阻力，为省力杠杆。道钉撬道钉撬缝纫机踏板托盘天平托盘天平动力臂等于阻力臂时，动动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力，为等臂杠杆。力等于阻力，为等臂杠杆。动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，为费力杠杆。例题:据杭州日报报道，2001年6月22日在杭州动物园，一位物理老师用一只弹簧测力计“称”出了一头大象的质量。在“称”象的过程中，他还动用了吊车、铁笼和10m长的槽钢作为辅助工具。如不计槽钢和铁笼的物重，吊车的吊钩固定处距系弹簧测力计一端的距离为9m，距系铁笼处的距离为7cm，当槽钢处于水平状态

12、时弹簧测力计的示数为200N。试估算大象的质量（g取10N/Kg)L1L2F1F2O古人对杠杆的应用与研究n人们很早就会使人们很早就会使用杠杆了。三千用杠杆了。三千多年前，古埃及多年前，古埃及人修建金字塔，人修建金字塔，就是靠杠杆搬动就是靠杠杆搬动巨大石块的。什巨大石块的。什么情况下使用杠么情况下使用杠杆能够得到巨大杆能够得到巨大的力？的力？典型示例典型示例1 1： 如图所示，轻质杠杆一端因水平方向力如图所示，轻质杠杆一端因水平方向力F F作作用而被逐步抬起，在此过程中用而被逐步抬起，在此过程中F F的大小及力臂的大小及力臂变化是变化是 （ ） A A变大、变大变大、变大 B B变大、变小变大

13、、变小 C C变小、变大变小、变大 D D变小、变小变小、变小典型示例典型示例2 2： 如图所示，小名同学觉得按住木棒的如图所示，小名同学觉得按住木棒的力好大，好幸苦。你认为他应该怎样改力好大，好幸苦。你认为他应该怎样改变位置会舒服些？请讲出你的理由。变位置会舒服些？请讲出你的理由。答案：将肩膀向袋子靠近点，因为阻力答案：将肩膀向袋子靠近点，因为阻力臂减小，动力就会减小。臂减小，动力就会减小。B典型示例典型示例3 3： 如图所示如图所示AOBAOB为轻质杠杆，为轻质杠杆，B B端挂重物端挂重物G G，A A端分端分别作用四个方向力时，杠杆都能在图示位置平衡。别作用四个方向力时，杠杆都能在图示位

14、置平衡。则四个力大小说法正确的是（则四个力大小说法正确的是（ ） A AF2F2最小最小 B BF4F4最小最小C CF1F1最小最小 D DF3F3最小最小D1（05台州）台州）下列属于费力杠杆的是（下列属于费力杠杆的是（ ）2 2（0505温州）如图所示，在扶正被风吹倒的树木温州）如图所示，在扶正被风吹倒的树木时时, ,下列措施中最合适的是（下列措施中最合适的是（ ） 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，再系上绳点垫上橡皮，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DC3（05北京）下列工具中，属于

15、省力杠杆的是（北京）下列工具中，属于省力杠杆的是（ ）A 瓶盖起子瓶盖起子 B 定滑轮定滑轮 C 天平天平 D 镊子镊子4 4、（、（0505福州福州八县）如图八县）如图1010所示的工具，在使用中所示的工具，在使用中属于费力杠杆的是（属于费力杠杆的是（ ）AD5广东广东非课改区）下列事例属于省力杠杆是（非课改区）下列事例属于省力杠杆是（ ）A. 用镊子换药用镊子换药 B用筷子夹菜用筷子夹菜 C. 用大扫扫帚扫地用大扫扫帚扫地 D. 用钳子截断铁丝用钳子截断铁丝甲甲乙乙6 6（0505贵阳贵阳课改区）如图课改区）如图2 2所示的两种剪刀，如果所示的两种剪刀，如果要用来剪铁皮，应选要用来剪铁皮，

16、应选 种剪刀。在理发时应种剪刀。在理发时应选选 种剪刀。种剪刀。D甲甲乙乙3、如下图，欲用最小的推力F，把一重力为G的均匀园柱体推上一个台阶，试在图中画出推力F。？ 2.小明同学做研究杠杆平衡条件的实验，当杠杆平衡时，在小明同学做研究杠杆平衡条件的实验，当杠杆平衡时，在表格内计录了相应的数据，请你把表内空格处填上恰当的数表格内计录了相应的数据，请你把表内空格处填上恰当的数据。据。根据实验，可得出杠杆的平衡条件是根据实验，可得出杠杆的平衡条件是是是: .实实验验次次数数动力动力动力臂动力臂（牛（牛厘米）厘米） 阻力阻力F2（牛）（牛） 阻力臂阻力臂L1（厘米）（厘米）动力动力动力臂动力臂（牛（牛

17、厘米）厘米） 动力臂动力臂L1（厘米）（厘米） 动力动力F1（牛）（牛）1215105560320602动力动力动力臂动力臂 =阻力阻力阻力臂阻力臂（F1l1= F2l2） 诊断检测：诊断检测：1.力臂是指力臂是指支点支点到到 的的距离距离.力的作用线力的作用线0.5 303.李明同学做李明同学做 “研究杠杆平衡条件研究杠杆平衡条件”实验时，分别三次调节杠实验时，分别三次调节杠杆在水平位置平衡以后记录三组实验数据，如下表所示：杆在水平位置平衡以后记录三组实验数据，如下表所示：实验序号实验序号 动力动力F1（牛）（牛） 动力臂动力臂L1（米）（米） 阻力阻力F2（米）（米） 阻力臂阻力臂L2（米

18、）（米）（1）（2）（3）0.981.962.450.020.040.030.493.921.470.010.020.05这三组数据中这三组数据中,有一组是错误的有一组是错误的,请你判断它的实验序号为请你判断它的实验序号为（）（）例例1：图中轻质杠杆能否平衡，如：图中轻质杠杆能否平衡，如 不平衡，它将如何转动不平衡，它将如何转动?F1F2l1l2分析：如分析：如 F1l1= F2l2 ,则杠杆平衡则杠杆平衡如如 F1l1F2l2 ,则杠杆不平衡则杠杆不平衡,将逆时针转动将逆时针转动如如 F1l1 1时时, 2端下沉端下沉 当当 2=1时时, = 2仍平衡仍平衡 当当 2 1端下沉端下沉小结：此

19、类问题与两物体的小结：此类问题与两物体的质量、体积质量、体积无关无关，也与也与杠杆杠杆是否等臂是否等臂无关，放入同种液体中后无关，放入同种液体中后，都是都是密度密度大端下沉。大端下沉。练习练习.1.如图如图,在等臂杠杆左、右在等臂杠杆左、右端分别挂端分别挂质量相等质量相等的实心铅块的实心铅块和铝块和铝块,杠杆处于平衡状态杠杆处于平衡状态,若将铅块和铝块（若将铅块和铝块（铅铅 铝铝全部浸入水中，则全部浸入水中，则 ( )A.杠杆仍然平衡杠杆仍然平衡 B.杠杆左端下沉杠杆左端下沉C.杠杆右端下沉杠杆右端下沉 D.无法判断无法判断O铅铅铝铝B2. 如图如图,轻质轻质 杠杆两端分别挂有杠杆两端分别挂有

20、体积相同体积相同的物体的物体M和和N,杠杆恰好平衡时的杠杆恰好平衡时的AO:OB=3:1,若将若将M和和N 同同时浸没在水中时浸没在水中,则杠杆则杠杆B端将端将 ( ) A.下沉下沉 B.上升上升 C.不动不动 D.无法判断无法判断AOABMN3.如图所示定滑轮两侧绳端分别挂如图所示定滑轮两侧绳端分别挂有铁块和铜块有铁块和铜块,并保持静止不动并保持静止不动,现将现将它们分别浸没在水中它们分别浸没在水中,（）（）A.它们仍保持静止它们仍保持静止 B .铜块下降铜块下降,铁块上升铁块上升 C.铜快上升铜快上升,铁块下降铁块下降 D.无法判断无法判断铁铁铜铜4.甲、乙两物体体积相等，它们的密度之比是

21、甲、乙两物体体积相等，它们的密度之比是：，将它们挂在杠杆支点的两侧杠杆平衡，如：，将它们挂在杠杆支点的两侧杠杆平衡，如果将甲、乙两物体没入水中，则杠杆（）果将甲、乙两物体没入水中，则杠杆（） A. 仍保持平衡仍保持平衡 B .不能平衡，挂物体甲的一侧下沉不能平衡，挂物体甲的一侧下沉 C.不能平衡，挂物体乙的一侧下沉不能平衡，挂物体乙的一侧下沉 无法确定无法确定5.如图所示杠杆两端分别挂如图所示杠杆两端分别挂有铜块和铝块有铜块和铝块,恰好平衡，现恰好平衡，现将它们同时浸没在同种液体的将它们同时浸没在同种液体的两个容器内两个容器内,则杠杆则杠杆 ( ) A.仍能平衡仍能平衡 B.不平衡不平衡,向左

22、倾斜向左倾斜 C.不平衡不平衡,向右倾斜向右倾斜 D.无法判断无法判断OAB铜铜铝铝C6.如图所示如图所示,轻质杠杆轻质杠杆O,OA=OB, A端挂实心铜块端挂实心铜块,B端挂实心铁块端挂实心铁块,已知密度已知密度铜铜 铁铁,两金属块均两金属块均浸没在水中浸没在水中,此时杠杆平衡此时杠杆平衡,若将若将两盛水杯撤去两盛水杯撤去,则杠杆的则杠杆的A端端将将 .(填填“向上向上”、“向向下下”或或“不动不动”）运动）运动OAB铜铜铝铝向上向上小结：这节课我们主要学习了如何应用杠杆的平衡条件解决实际问题，同学们可以记住一些结论，在做这类选择或填空题的时候会给我们带来极大的便利，但必须弄清结论成立的条件。然而方法才是最重要的，只有掌握了哺鱼的方法才能随时都有鱼吃。希望同学们能将在课堂上学到的处理问题的方法不断的应用到自己的学习过程中。4.有一等臂杠杆，两边分别挂有实心铜球有一等臂杠杆，两边分别挂有实心铜球A和实心铝和实心铝球球B,当当A球球 浸没在水中浸没在水中,B球浸没在煤油中时，杠杆球浸没在煤油中时，杠杆恰好平衡恰好平衡,若将若将A、B两球分别从水和煤油中取出来，两球分别从水和煤油中取出来，这时（这时（ ） A. 杠杆平衡杠杆平衡 B. 杠杆失去平衡，杠杆失去平衡，B球一端下沉球一端下沉 C.杠杆失去平衡，杠杆失去平衡，A 球一端下沉球一端下沉 D.无法判断无法判断B