34簡(jiǎn)單機(jī)械（1）（2) (2)

1、第第4 4節(jié)節(jié) 認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單機(jī)械認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單機(jī)械(1)(1) 阿基米德阿基米德 (公元前公元前287-前前212),古希臘偉大古希臘偉大的數(shù)學(xué)家、力學(xué)家。的數(shù)學(xué)家、力學(xué)家。 古希臘科學(xué)家阿基米德曾說(shuō)過(guò)：給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動(dòng)地球。請(qǐng)問(wèn)他的話有道理嗎? 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)上例中的上例中的共同點(diǎn)：共同點(diǎn)：都是都是硬硬棒。（軟的不行，但是直的彎的都可以）棒。（軟的不行，但是直的彎的都可以）工作過(guò)程中都在工作過(guò)程中都在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中有，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中有一點(diǎn)一點(diǎn)是是固定不動(dòng)固定不動(dòng)的的除固定不動(dòng)的點(diǎn)外，還要受到除固定不動(dòng)的點(diǎn)外，還要受到兩個(gè)力的作用。的作用。一個(gè)能使它轉(zhuǎn)動(dòng)的力

2、，另一一個(gè)能使它轉(zhuǎn)動(dòng)的力，另一個(gè)阻礙它轉(zhuǎn)動(dòng)的力。個(gè)阻礙它轉(zhuǎn)動(dòng)的力。 1、定義：在力的作用下能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。： 討論: 我們用桌面上的科學(xué)書(shū)模擬石頭，用一支筆把它撬起來(lái)，想想看，怎么做？OF1F2OF1F2OF1F2OF1F2根據(jù)下列杠桿(支點(diǎn)為O)，找出動(dòng)力F1和阻力F2：2、杠桿的五要素：、杠桿的五要素：支點(diǎn)：支點(diǎn)：動(dòng)力：動(dòng)力：動(dòng)力臂：動(dòng)力臂：阻力：阻力：阻力臂：阻力臂：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OO表示。表示。使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F F1 1表示。表示。( (方向跟桿杠轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致方向跟桿杠轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致) )從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用從支點(diǎn)到

3、動(dòng)力作用線的距離，用L L1 1表示。表示。阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F F2 2表示。表示。( (方向跟桿杠轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反方向跟桿杠轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反) )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。這些概念很重要這些概念很重要畫(huà)畫(huà)力臂力臂的的方法方法是：是：注意1.找出杠桿的支點(diǎn)；2.找出動(dòng)力和阻力，并畫(huà)力的作用線（延長(zhǎng)線用虛線）；3.過(guò)支點(diǎn)作出力的作用線的垂線段（虛線）；4.用大括號(hào)和字母標(biāo)出字母標(biāo)記?？谠E：一點(diǎn)二線三垂直四標(biāo)記口訣：一點(diǎn)二線三垂直四標(biāo)記思考與討論思考與討論:在生產(chǎn)生活中，你還能舉出杠桿的其他實(shí)在生產(chǎn)生活中，你還能舉出杠桿的其他實(shí)

4、例嗎？請(qǐng)你找出它們的五要素。例嗎？請(qǐng)你找出它們的五要素。羊角錘羊角錘剪刀鑷子托盤(pán)天平釣魚(yú)桿翻斗車羊角錘羊角錘L1F1F2L2F1F2L1L2活塞式抽水機(jī)活塞式抽水機(jī)L1L2 讀圖，尋找手臂上的杠桿。當(dāng)手拿物體抬起或放下時(shí)，找到相應(yīng)的杠桿，以及支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力。抬頭抬頭踮足踮足有關(guān)力臂的問(wèn)題再思考：2. .杠桿是否都是直的？杠桿是否都是直的？力臂是到距離。力臂是到距離。思考討論思考討論：1.力臂是一定在杠桿上嗎？力臂是一定在杠桿上嗎？3.若一個(gè)力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但作用若一個(gè)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？方向改變，力臂是否改變？答：不是答：不是答：杠桿可以是直

5、的，也答：杠桿可以是直的，也可以是彎的可以是彎的答：要改變答：要改變支點(diǎn)支點(diǎn)力的作用線的力的作用線的4.4.動(dòng)力和阻力可以在支點(diǎn)動(dòng)力和阻力可以在支點(diǎn)兩側(cè)兩側(cè)，也可在支點(diǎn)，也可在支點(diǎn)同側(cè)嗎？同側(cè)嗎？5.5.當(dāng)力作用在支點(diǎn)時(shí)力臂為當(dāng)力作用在支點(diǎn)時(shí)力臂為 。第第4 4節(jié)節(jié) 認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單機(jī)械認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單機(jī)械(2)(2)杠桿杠桿平衡平衡螺母螺母 杠桿兩端有兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用?作用作用:調(diào)節(jié)杠桿自調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡身的平衡F1F2OL1L2F1F2OL1L2可直接在杠桿讀出力臂的大小F1F2OL1L2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)動(dòng)力動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂動(dòng)力臂l1/m阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/m123F1 L

6、1F2 L2? ? ?杠桿兩邊受到的力杠桿兩邊受到的力 =鉤碼受到的重力鉤碼受到的重力實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)動(dòng)力動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂動(dòng)力臂L1/cm阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂L2/cm123232231.5412342提問(wèn)提問(wèn): 你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與你的假設(shè)一致嗎你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與你的假設(shè)一致嗎?你的結(jié)論是什么你的結(jié)論是什么?動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一。動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一。F1L1F2L2影響杠桿平衡因素：影響杠桿平衡因素：不是力，不是力臂，而是兩者乘積不是力，不是力臂，而是兩者乘積1. 1.什么是杠桿的平衡？什么是杠桿的平衡？當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力

7、的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們說(shuō)杠桿平衡了。我們說(shuō)杠桿平衡了。2. 2.杠桿兩端有兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用杠桿兩端有兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用? ?3. 3.為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置呢為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置呢? ?作用作用: :使杠桿在水平位置平衡使杠桿在水平位置平衡為了直接讀取力臂的大小。為了直接讀取力臂的大小。10N10N20N20N10N10N15N15N10N10N20N20N20N20N10N10N判斷下列圖中的杠桿是否平衡？判斷下列圖中的杠桿是否平衡？A AB BC CD DF3F2 F4F1OOGGA A 在

8、在A A點(diǎn)加上一個(gè)力，要使此力點(diǎn)加上一個(gè)力，要使此力最小，此力方向？最小，此力方向？F1=Gl1在球上施加最小的力使球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱悖髟摿Φ姆较?？紅顏色的箭頭表示最小力的方向GB AFO如圖所示，用輕質(zhì)杠桿如圖所示，用輕質(zhì)杠桿把重物勻速提升的過(guò)程把重物勻速提升的過(guò)程中，力中，力F F方向始終跟杠桿方向始終跟杠桿垂直，那么力垂直，那么力F F的大小的大?。?）A.A.逐漸變小逐漸變小 B.B.逐漸變大逐漸變大C.C.保持不變保持不變 D.D.先變大后變小先變大后變小GA變式練習(xí)：作業(yè)本A35頁(yè)第11題1.1.在在“研究杠桿平衡條件研究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)中（1 1）實(shí)驗(yàn)前）實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)

9、圖甲所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，出現(xiàn)圖甲所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端的螺母向應(yīng)將杠桿左端的螺母向調(diào)（填調(diào)（填“左左”或或“右右”）（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)圖乙所示情況，為）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)圖乙所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將右邊的鉤碼了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將右邊的鉤碼向向（填（填“左左”或或“右右”）移動(dòng)）移動(dòng)格格（3）圖乙中杠桿水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤）圖乙中杠桿水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時(shí)加一個(gè)相同的鉤碼，這時(shí)杠桿將碼下同時(shí)加一個(gè)相同的鉤碼，這時(shí)杠桿將 （填（填“保持水平保持水平”、“順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”或或“逆時(shí)針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)”）

10、右右右右2 2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)練一練2.用鐵錘拔釘?shù)那榫叭鐖D用鐵錘拔釘?shù)那榫叭鐖D3-37所示，由圖中所提所示，由圖中所提供的數(shù)據(jù)，求出釘子對(duì)鐵錘的阻力。供的數(shù)據(jù)，求出釘子對(duì)鐵錘的阻力。已知：已知：F F1 150N L50N L1 120cm L20cm L2 22cm 2cm 求：求：F F2 2？解：根據(jù)杠桿的平衡條件：解：根據(jù)杠桿的平衡條件： F F1 1L L1 1F F2 2L L2 2 F F2 2 F F1 1L L1 1 / L L2 2 =(50N X 20cm) =(50N X 20cm) / 2cm2cm = =500N500N答：答：釘子對(duì)鐵錘的阻力為釘子對(duì)鐵錘的阻

11、力為500N500N. .書(shū)本第99頁(yè)第4題3.3.一根輕質(zhì)扁擔(dān)長(zhǎng)一根輕質(zhì)扁擔(dān)長(zhǎng)1.8m1.8m，前后兩端分別掛上，前后兩端分別掛上重重600N600N和和200N200N的貨物，問(wèn)：人肩應(yīng)挑在離前端多遠(yuǎn)處才的貨物，問(wèn)：人肩應(yīng)挑在離前端多遠(yuǎn)處才能使扁擔(dān)平衡？能使扁擔(dān)平衡？分析：人肩挑處是分析：人肩挑處是扁擔(dān)的支點(diǎn)扁擔(dān)的支點(diǎn)O，前，前后兩貨物的重分別后兩貨物的重分別為動(dòng)力和阻力，要為動(dòng)力和阻力，要求的肩處離前端的求的肩處離前端的距離是動(dòng)力臂距離是動(dòng)力臂。F1=G1600NF2=G2200NOL1L2L=1.8m4如圖所示如圖所示,某同學(xué)在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)?？蓪⑺暈槟惩瑢W(xué)在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)?？蓪⑺暈橐?/p>

12、個(gè)杠桿。他的重心在一個(gè)杠桿。他的重心在A點(diǎn)點(diǎn),重力為重力為500牛牛,那么他將那么他將身體撐起，地面對(duì)雙手的支持力至少身體撐起，地面對(duì)雙手的支持力至少 。若。若他在他在1分鐘內(nèi)做了分鐘內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為離均為0.4米，則他的功率至少為瓦。米，則他的功率至少為瓦。 300牛牛60變式練習(xí)：書(shū)本第99頁(yè)第3題第第4 4節(jié)節(jié) 簡(jiǎn)簡(jiǎn)單機(jī)械單機(jī)械(3)(3) 觀察圖中所示的杠桿，比較它們的動(dòng)力臂觀察圖中所示的杠桿，比較它們的動(dòng)力臂L1、阻力臂阻力臂L2、動(dòng)力、動(dòng)力F1、阻力、阻力F2的大小，你能得出什的大小，你能得出什么結(jié)論？么結(jié)論？省力杠桿省力杠桿F

13、F1 1F F2 2L L1 1L L2 2L L1 1LL2 2F F1 1FF2 2O費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿OF F1 1F F2 2L L1 1LFF2 2L L2 2L L1 1F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2等臂杠桿等臂杠桿L L1 1=L=L2 2F F1 1=F=F2 2OF1F2L1L2費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿L L1 1LFF2 2討論：討論：既然是費(fèi)力杠桿，為什么還要使用呢？既然是費(fèi)力杠桿，為什么還要使用呢？省距離省距離思考與討論：思考與討論：你還能舉出一些生活和生產(chǎn)中省力、你還能舉出一些生活和生產(chǎn)中省力、費(fèi)力和等臂杠桿的實(shí)例嗎？如圖所示，費(fèi)力和等臂杠桿的實(shí)例嗎？如圖所示

14、，賽艇上的漿屬于哪類杠桿？賽艇上的漿屬于哪類杠桿？給下列杠桿分類：給下列杠桿分類：F2F1L1OL2F1L1OL2F1F2杠桿類型杠桿類型杠桿特點(diǎn)杠桿特點(diǎn)杠桿優(yōu)點(diǎn)杠桿優(yōu)點(diǎn)杠桿缺點(diǎn)杠桿缺點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用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L1L2F1F2(動(dòng)力動(dòng)力阻力阻力) 省力省力費(fèi)距離費(fèi)距離省距離省距離費(fèi)力費(fèi)力既不省力也不省距離既不省力也不省距離L1F2(動(dòng)力動(dòng)力阻力阻力)L1=L2F1=F2(動(dòng)力動(dòng)力=阻力阻力) 下列工具中用到了幾條杠桿，分別是什么類下列工具中用到了幾條杠桿，分別是什么類型的杠桿？型的杠桿？F1F2OOF2F1省力杠桿能不能省功？動(dòng)力省力杠桿能不能省功？動(dòng)力在做功過(guò)程中消耗的能量在做功過(guò)程中消耗的能量轉(zhuǎn)化成了什么形式的能？轉(zhuǎn)化成了什么形式的能？省力杠桿要費(fèi)距離，所以不省力杠桿要費(fèi)距離，所以不能省功。能省功。動(dòng)力做功時(shí)，消耗的化學(xué)能動(dòng)力做功時(shí)，消耗的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(和內(nèi)能和內(nèi)能)。 杠桿使用過(guò)程中的能