第12章第1節(jié)杠桿

1、 給我一個支點(diǎn)和一根足夠長的硬給我一個支點(diǎn)和一根足夠長的硬棒，我就能撬動地球。棒，我就能撬動地球。 阿基米德阿基米德第一節(jié) 杠桿這三個用具有什這三個用具有什 么共同特點(diǎn)么共同特點(diǎn)一根硬棒在力的作用下如果能繞著一根硬棒在力的作用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫做固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫做杠桿杠桿注意：杠桿可以是彎曲的，但必需是硬的。注意：杠桿可以是彎曲的，但必需是硬的。舉例提問：在現(xiàn)實(shí)生活中，你還能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢提問：在現(xiàn)實(shí)生活中，你還能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢？OO OF1F1F1F2F2F2OL1L2支點(diǎn)支點(diǎn) 動力動力阻力阻力動力臂動力臂阻力臂阻力臂這這些概念很重要些概念很重要支點(diǎn)：支

2、點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)，用杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)，用O O表示。表示。動力：動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F F1 1表示。表示。動力臂：動力臂： 從支點(diǎn)到動力作用線的距離，用從支點(diǎn)到動力作用線的距離，用L L1 1表示。表示。阻力：阻力： 阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F F2 2表示。表示。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L L2 2表示。表示。力臂的畫法：力臂的畫法：（1 1）確定支點(diǎn)）確定支點(diǎn) （2 2）畫力的作用線）畫力的作用線（3 3）從支點(diǎn)向力的作用線）從支點(diǎn)向力的作用線 引垂線引垂線即力臂即力臂F2BOAF1（4

3、4）標(biāo)出直角符號、大括號和力臂）標(biāo)出直角符號、大括號和力臂L Ll2l1力臂的畫法力臂的畫法Ol1F1l2F21.1.找找支點(diǎn)支點(diǎn)2. 2. 作作力的作用線力的作用線3. 3. 作作力臂力臂力臂的作法（動力及阻力在支點(diǎn)力臂的作法（動力及阻力在支點(diǎn)同同側(cè)）側(cè)）杠桿示意圖的作法杠桿示意圖的作法l1F1l2F2F1F2L1L2O畫出各力和力臂畫出各力和力臂F1OL1L2F2練練 習(xí)習(xí)找出下列各圖中動力和阻力，并畫出杠桿力臂。找出下列各圖中動力和阻力，并畫出杠桿力臂。OF1F2L1L2O O F F2 2F F1 1L L1 1L L2 2畫出下圖杠桿的支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂畫出下圖杠桿的支

4、點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂畫出下圖杠桿的支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂畫出下圖杠桿的支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O OF F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O O2 2 杠桿是否都是直的？杠桿是否都是直的？1 1 力臂是一定在杠桿上嗎？力臂是一定在杠桿上嗎？3 3 若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但 作用方向改變，力臂是否改變？作用方向改變，力臂是否改變？答：不是答：不是答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：要改變答：要改變想一想?練一練：練一練：如如圖所示的杠桿

5、中，動力的力臂用圖所示的杠桿中，動力的力臂用L表示，表示，圖中所畫力臂正確的是（圖中所畫力臂正確的是（ ）D例、在下圖杠桿中，畫出對應(yīng)的力或力臂。例、在下圖杠桿中，畫出對應(yīng)的力或力臂。二、構(gòu)建杠桿模型二、構(gòu)建杠桿模型【鑷子【鑷子】作出其杠桿模型的五要素。作出其杠桿模型的五要素。二、構(gòu)建杠桿模型二、構(gòu)建杠桿模型【人體關(guān)節(jié)【人體關(guān)節(jié)】 作出手腕部杠桿模型的五要素。作出手腕部杠桿模型的五要素。 1、猜想力與力臂的關(guān)系、猜想力與力臂的關(guān)系 2、器材；帶刻度杠桿，支架，鉤碼，、器材；帶刻度杠桿，支架，鉤碼，線線 實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件(1)F1+L1=F2+L2(2)F1L1=

6、F2L2(3)F1/L1=F2/L2(4)F1 L1=F2 L21、什么是杠桿的平衡？、什么是杠桿的平衡？當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止靜止或做或做勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動時，我們說杠桿平衡了。時，我們說杠桿平衡了。一、杠桿平衡條件一、杠桿平衡條件2、平衡螺母的作用及調(diào)節(jié)方法：、平衡螺母的作用及調(diào)節(jié)方法：平衡螺母的作用是調(diào)節(jié)杠桿平衡螺母的作用是調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡自身的平衡方法：方法：左左高向高向左左調(diào)、調(diào)、右右高向高向右右調(diào)調(diào)3 3、為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢、為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢? ?便于力臂的數(shù)值在杠桿上就能直接讀出或量出。便于力臂的數(shù)值在杠桿上就能

7、直接讀出或量出。四、探究杠桿平衡的條件四、探究杠桿平衡的條件【實(shí)驗(yàn)評估【實(shí)驗(yàn)評估】1. 1. 為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？2. 2. 為什么要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)探究？為什么要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)探究？（消除杠桿自重的影響）（消除杠桿自重的影響）（便于測量相應(yīng)的力臂）（便于測量相應(yīng)的力臂）（便于從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中歸納總結(jié)出可靠的一般規(guī)律）（便于從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中歸納總結(jié)出可靠的一般規(guī)律）3、實(shí)驗(yàn)步驟：、實(shí)驗(yàn)步驟： 1.1.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。 2.2.在杠桿的左側(cè)掛上適量的鉤碼，用彈簧測力計在在杠桿的左側(cè)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

8、位置平衡，記下彈簧測力計豎直方向拉，使杠桿在水平位置平衡，記下彈簧測力計示數(shù)。示數(shù)。 3.3.改變鉤碼數(shù)量或位置，重復(fù)上面的步驟，得出改變鉤碼數(shù)量或位置，重復(fù)上面的步驟，得出三組數(shù)據(jù)。三組數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)F F1 1/N/Nl1 1/cm/cmF F2 2/N/Nl2 2/cm/cmF F1 1l1 1（NcmNcm）F F2 2l2 2 （NcmNcm）1 12 23 3探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件提問提問: 你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與你的假設(shè)你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與你的假設(shè) 一致嗎一致嗎?你的結(jié)論是什么你的結(jié)論是什么?實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究練一練：練一練：杠桿平衡時，動力為杠桿平衡時，動力為10N10N

9、，阻力為，阻力為40N40N， 動力臂為動力臂為0.4m 0.4m 求阻力臂。求阻力臂。0.1m二、杠桿的分類二、杠桿的分類三種杠桿三種杠桿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l1l2 F1F2如撬棒、壓水機(jī)的柄如撬棒、壓水機(jī)的柄l1F2如鑷子、釣魚竿如鑷子、釣魚竿l1l2 F1F2如天平如天平F F1 1F F2 2動力臂動力臂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 1ll2 2 F F1 1 F F2 2這是省力杠桿這是省力杠桿1、省力杠桿、省力杠桿h hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS

10、=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1AABB省力杠桿省力，但費(fèi)距省力杠桿省力，但費(fèi)距離離省力杠桿的特點(diǎn)省力杠桿的特點(diǎn)省力杠桿省力杠桿F F2 2F F1 1動力臂動力臂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 F F2 2這是費(fèi)力杠桿這是費(fèi)力杠桿2、費(fèi)力杠桿、費(fèi)力杠桿F F2 2F F1 1h hS=4hS=4hAABBA AB BF F2 2F F1 1O

11、 Oh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4h費(fèi)力杠桿費(fèi)力，但省費(fèi)力杠桿費(fèi)力，但省距離距離費(fèi)力杠桿特點(diǎn)費(fèi)力杠桿特點(diǎn)費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿F F2 2F F1 1動力臂動力臂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這是等臂杠桿這是等臂杠桿等臂杠桿不省力，也不省距離等臂杠桿不省力，也不省距離3、等臂杠桿特點(diǎn)、等臂杠桿特點(diǎn)思考與討論：思考與討論：求作用在杠桿上最小力的方法求作用在杠桿上最小力的方法: :第一步：連接支點(diǎn)

12、和力的作用點(diǎn)第一步：連接支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)第二步：過力的作用點(diǎn)畫出垂直于此連線的力第二步：過力的作用點(diǎn)畫出垂直于此連線的力即為最小的力即為最小的力1 1、圖中杠桿、圖中杠桿B B點(diǎn)掛著重物點(diǎn)掛著重物G G，若在，若在A A點(diǎn)施加一個最小的力點(diǎn)施加一個最小的力F F使杠桿平衡在圖中的位置，請畫出此力的示意圖和力臂。使杠桿平衡在圖中的位置，請畫出此力的示意圖和力臂。2 2、如圖所示，在課桌的、如圖所示，在課桌的C C點(diǎn)用最小的力把桌腿點(diǎn)用最小的力把桌腿B B抬離地面，抬離地面，在抬起時桌腿在抬起時桌腿A A沒有滑動。請在沒有滑動。請在C C點(diǎn)畫出這個力的示意圖，點(diǎn)畫出這個力的示意圖，并標(biāo)出它的力臂并

13、標(biāo)出它的力臂l l。判斷杠桿的種類判斷杠桿的種類古埃及金字塔的建設(shè)古埃及金字塔的建設(shè)生活中的杠桿生活中的杠桿O Ol1 1=9 m=9 ml2 2=7 cm=7 cmF F1 1=200 N=200 NF F2 2例題：例題：由由F F1 1l l1 1F F2 2l l2 2 得：得：解：解：F F2 2= =F F1 1l1 1l2 2= =200 N200 N9 m9 m0.07 m0.07 m=2.57=2.5710104 4 N Nm m= =F F2 2g g= =10 N10 Nkgkg1 12.572.5710104 4 N N=2.57=2.5710103 3 kg = 2.

14、57 tkg = 2.57 t1.1.學(xué)習(xí)了杠桿、支點(diǎn)、動力、阻力、動力學(xué)習(xí)了杠桿、支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂等概念臂、阻力臂等概念。2 2、如何畫力臂、如何畫力臂3.3.杠桿平衡條件：杠桿平衡條件： 動力動力 動力臂動力臂= =阻力阻力 阻力臂阻力臂 ( (文字表達(dá)式文字表達(dá)式) ) F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 ( (數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式) )4.4.杠桿的種類：杠桿的種類：省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿。省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿。應(yīng)應(yīng) 用用杠桿缺點(diǎn)杠桿缺點(diǎn)杠桿優(yōu)點(diǎn)杠桿優(yōu)點(diǎn)杠桿特點(diǎn)杠桿特點(diǎn)杠桿類型杠桿類型等臂杠桿等臂杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿省力杠桿省力杠桿L L1

15、 1LL2 2，F(xiàn) F1 1FF2 2( (動力動力 阻力阻力) )L L1 1LFF2 2( (動力動力 阻力阻力) )L L1 1=L=L2 2，F(xiàn) F1 1=F=F2 2( (動力動力= =阻力阻力) )省力省力省距離省距離既不省力也不省距離既不省力也不省距離費(fèi)距離費(fèi)距離費(fèi)費(fèi) 力力1、兩個力作用在杠桿兩端使杠桿平衡、兩個力作用在杠桿兩端使杠桿平衡,則則( ) A、這兩個力的大小必須相等、這兩個力的大小必須相等 B、這兩個力的力臂長必須相等、這兩個力的力臂長必須相等 C、力臂較長的那個力比較大、力臂較長的那個力比較大 D、力臂較長的那個力比較小、力臂較長的那個力比較小課堂練習(xí)課堂練習(xí)2.請

16、對下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：請對下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：省力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿省力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿3、根據(jù)具體工作需要能選擇合適的工具是勞動者的、根據(jù)具體工作需要能選擇合適的工具是勞動者的基本技能要剪開較硬的物體，圖中的四種剪刀，基本技能要剪開較硬的物體，圖中的四種剪刀，應(yīng)選擇應(yīng)選擇( )4圖中的鍘刀、瓶蓋起子、手圖中的鍘刀、瓶蓋起子、手推車、鐵锨都屬于杠桿，其中費(fèi)推車、鐵锨都屬于杠桿，其中費(fèi)力杠桿是力杠桿是( )5.5.如圖，如圖，質(zhì)量可忽略的杠桿上所標(biāo)的每一格長度都是相質(zhì)量可忽略的杠桿上所標(biāo)的每一格長度都是相 等的，等的，0 0為

17、支點(diǎn)，杠桿兩邊所掛的每一個鉤碼均相同，為支點(diǎn)，杠桿兩邊所掛的每一個鉤碼均相同， 杠桿在水平位置平衡。在下列情況下，杠桿仍在水平杠桿在水平位置平衡。在下列情況下，杠桿仍在水平 位置保持平衡的是位置保持平衡的是（ ） A A兩邊都減少一個鉤碼兩邊都減少一個鉤碼 B B兩邊的鉤碼下各加掛一個兩邊的鉤碼下各加掛一個 相同的鉤碼相同的鉤碼 C C左邊鉤碼向右移一格，右左邊鉤碼向右移一格，右 邊鉤碼同時向左移一格邊鉤碼同時向左移一格 D D右邊加掛一個相同鉤碼，左邊鉤碼同時向左移一格右邊加掛一個相同鉤碼，左邊鉤碼同時向左移一格F1l1F2l2 F1l1 F2l26 6、如圖所示，一個輕質(zhì)杠桿可繞軸、如圖所

18、示，一個輕質(zhì)杠桿可繞軸O O轉(zhuǎn)動，在直桿轉(zhuǎn)動，在直桿 的中點(diǎn)掛一重物的中點(diǎn)掛一重物, ,在桿的另一端施加一個動力在桿的另一端施加一個動力F F， 將直桿從右下位置慢慢抬起到水平位置過程中，將直桿從右下位置慢慢抬起到水平位置過程中， 力力F F大小的變化情況是大小的變化情況是 ( )( ) A.A.一直增大一直增大 B.B.一直減小一直減小 C.C.保持不變保持不變 D.D.無法確定無法確定7 7、鋼絲鉗是日常生活中常用到的、鋼絲鉗是日常生活中常用到的工具，使用鋼絲鉗時涉及到許多工具，使用鋼絲鉗時涉及到許多物理知識，請寫出三個：物理知識，請寫出三個：(1)(1) 。(2)(2) 。(3)(3)

19、。8 8、如圖所示、如圖所示, ,在一個輕質(zhì)杠桿在一個輕質(zhì)杠桿 的中點(diǎn)掛一重物的中點(diǎn)掛一重物, ,在桿的另在桿的另 一端施加一個動力一端施加一個動力F F，使杠，使杠 桿保持平衡桿保持平衡, ,然后向右轉(zhuǎn)動然后向右轉(zhuǎn)動 F F至水平方向，這一過程中至水平方向，這一過程中 F F變化情況是變化情況是 ( )( ) A.A.一直增大一直增大 B.B.一直減小一直減小 C.C.先變小后變大先變小后變大 D.D.先變大后變小先變大后變小思考：如何確定出使杠桿平衡的最小動力呢？思考：如何確定出使杠桿平衡的最小動力呢？C9 9: : 如圖所示杠桿，在如圖所示杠桿，在A A端施一個端施一個始終與杠桿垂直始終

20、與杠桿垂直的力的力F F，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置時，當(dāng)杠桿由如圖實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置時，F(xiàn) F大小的變化情況是大小的變化情況是（ ） A大小不變大小不變 B由小變大由小變大 C先變大后變小先變大后變小 D先變小后變大先變小后變大 GO1010、如圖所示，一輕質(zhì)杠桿、如圖所示，一輕質(zhì)杠桿OAOA可繞可繞O O點(diǎn)無摩擦點(diǎn)無摩擦轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動，A A端用繩子系在豎直墻壁的端用繩子系在豎直墻壁的B B點(diǎn)，在杠桿點(diǎn)，在杠桿的的C C點(diǎn)懸掛一重為點(diǎn)懸掛一重為20N20N的物體，杠桿處于水平靜的物體，杠桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)已知止?fàn)顟B(tài)已知OAOA長為長為50cm50cm，OCOC長為長為30c

21、m30cm，OAB=30OAB=30(1)(1)請在圖中畫出繩子對杠桿拉力請在圖中畫出繩子對杠桿拉力F F的力臂的力臂(2)(2)拉力拉力F F的大小是多少的大小是多少? ?解：解：1）F的力臂如圖所示。的力臂如圖所示。2）如圖，在）如圖，在Rt tOADOAD中，中，OAD=90OAD=90，OD=1/2OA=1/2OD=1/2OA=1/2* *50cm=25cm50cm=25cm根據(jù)杠桿平衡條件得：根據(jù)杠桿平衡條件得：F F* *OD=GOD=G* *OC OC 有有F F* *25cm=20N25cm=20N* *30cm 30cm 解得解得F=24NF=24Nl11、畫出圖中作用在、畫出圖中作用在A點(diǎn)最小的點(diǎn)最小的力的方向力的方向 。 FAB課堂練習(xí)課堂練習(xí)求作用在杠桿上