力臂與力矩課件

3-3槓桿原理力矩力除了可以讓物體移動之外，也可能讓物體轉(zhuǎn)動。生活可轉(zhuǎn)動的器具：

門把、水龍頭、蹺蹺板、螺絲起子等。水龍頭是靠轉(zhuǎn)動打開的3-3槓桿原理力矩力除了可以讓物體移動之外，也可能讓物體轉(zhuǎn)力矩凡是可以繞著固定點或轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的硬棒，通稱為槓桿，而該固定點或轉(zhuǎn)軸則稱為支點。力矩是用來描述物體受力後轉(zhuǎn)動難易的物理量，物體受力作用後若發(fā)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的效果和力矩的大小有關(guān)。力矩凡是可以繞著固定點或轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的硬棒，通稱為槓桿，而該固定力矩若以L表示力矩、以F表示外力的大小，以d表示支點到力的作用線的垂直距離，稱為力臂。公式：

力矩=外力×力臂

L=F×d單位：(1)公尺重–公尺(kgw-m)(2)公克重–公分(gw-cm)(3)牛頓–公尺(N-m)力矩若以L表示力矩、以F表示外力的大小，以d表示支點到力的作力矩的方向一般以時鐘的轉(zhuǎn)動方向來區(qū)分。轉(zhuǎn)動的方向有沿順時鐘方向轉(zhuǎn)動和沿逆時鐘方向轉(zhuǎn)動兩種。順時鐘方向轉(zhuǎn)動逆時鐘方向轉(zhuǎn)動力矩的方向一般以時鐘的轉(zhuǎn)動方向來區(qū)分。轉(zhuǎn)動的方向有沿順時鐘方影響力矩大小的因素物體受外力的大小和力臂長度會影響力矩的大小。因此影響力矩大小的因素有三：作用力的大小、方向和作用點。其中力臂的長度是由力的作用點和力的作用方向所決定。影響力矩大小的因素物體受外力的大小和力臂長度會影響力矩的大小當(dāng)力臂一定時，施力愈大，會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動效果。如下圖，當(dāng)力臂一定時，比較甲和乙兩力產(chǎn)生的力矩，甲的力矩較大。力的大小與力矩當(dāng)力臂一定時，施力愈大，會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動效果。如下圖，當(dāng)力臂當(dāng)作用力的大小一定時，力臂愈大，會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動效果。如下圖，當(dāng)作用力的大小一定時，比較丙和丁兩力各別的力矩，丁的力矩較大。力臂與力矩當(dāng)作用力的大小一定時，力臂愈大，會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動效果。如下圖(1)力的作用線通過支點，施力在支點上

→力臂=0

→力矩=0

→物體不轉(zhuǎn)動。施力的方向與力臂的大小(2)力的作用線和槓桿垂直→力臂最大→力臂d＝→轉(zhuǎn)動的效果最好(1)力的作用線通過支點，施力在支點上施力的方向與力臂的大小(3)力臂的長度為支點到力的作用線的垂直距離。

力臂d<(4)力臂d<動畫(3)力臂的長度為支點到力的作用線的垂直距離。(4)力臂d下圖為一根10公尺的木棒，左端為轉(zhuǎn)軸，右端同時三個不同方向的作用力作用，分別為3kgw、4kgw、5kgw，則試問各力的力矩是多少？合力矩是多少？範(fàn)例3kgw5kgw4kgw10m6m8m轉(zhuǎn)軸下圖為一根10公尺的木棒，左端為轉(zhuǎn)軸，右端同時三個不同方向的3kgw作用力的力矩=10×3=30m-kgw(逆轉(zhuǎn)鐘)參考答案4kgw作用力的力矩=0×4=0m-kgw3kgw5kgw4kgw10m6m8m轉(zhuǎn)軸5kgw作用力的力矩=6×5=30m-kgw(逆時鐘)合力矩=30+30=60m-kgw(逆時鐘)3kgw作用力的力矩參考答案4kgw作用力的力矩=0想一想假如天平的兩臂長度並不相等時，還可以使用它來測量物體的質(zhì)量嗎？參考答案：若天平的兩臂長度並不相等時，並不適宜使用它來測量物體的質(zhì)量，除非是天平已經(jīng)給予數(shù)值上的規(guī)格化，成為不等臂天平。想一想假如天平的兩臂長度並不相等時，還可以使用它來測量物體的想一想我們應(yīng)該如何說明天平是否處於平衡的狀態(tài)？參考答案：可以利用槓桿是否不再轉(zhuǎn)動，來說明槓桿是處於平衡的狀衡。想一想我們應(yīng)該如何說明天平是否處於平衡的狀態(tài)？參考答案：槓桿原理在槓桿兩端施力，如果此時槓桿不再轉(zhuǎn)動了，則稱槓桿處於平衡狀態(tài)。當(dāng)槓桿達(dá)平衡時，施力所產(chǎn)生的力矩=抗力所產(chǎn)生的力矩，這種關(guān)係稱為槓桿原理。施力×施力臂＝抗力×抗力臂公式：槓桿原理在槓桿兩端施力，如果此時槓桿不再轉(zhuǎn)動了，則稱槓桿處於槓桿原理的應(yīng)用當(dāng)兩人分別坐在蹺蹺板兩側(cè)，保持平衡而不轉(zhuǎn)動時，體重較重的人會離蹺蹺板的支點較近，體重較輕的人會離支點較遠(yuǎn)。蹺蹺板槓桿原理的應(yīng)用當(dāng)兩人分別坐在蹺蹺板兩側(cè)，保持平衡而不轉(zhuǎn)動由於左、右兩側(cè)力臂相同，所以砝碼與物體的重量相同。因為在同一地點物體的質(zhì)量大小和重量大小相同，因此物體的質(zhì)量等於砝碼的質(zhì)量。等臂天平當(dāng)天平平衡時，物體逆時鐘的力矩等於砝碼順時鐘的力矩。由於左、右兩側(cè)力臂相同，所以砝碼與物體的重量相同。等臂天平當(dāng)拔釘器當(dāng)施力的力矩大於釘子（抗力）產(chǎn)生的力矩時，就能夠?qū)⑨斪影纹?。若施力臂愈大，則使拔釘器轉(zhuǎn)動而拔起釘子所需的力就愈小，也愈容易拔起釘子。拔釘器當(dāng)施力的力矩大於釘子（抗力）產(chǎn)生的力矩時，就能夠?qū)⑨斪庸?fàn)例利用中國秤秤物體的重量，物體距支點5公分，掛1公斤砝碼處距支點20公分，則物體重量多少？20cm5cm參考答案：設(shè)物體重X公斤重X×5=1×20，X=4kgw範(fàn)例利用中國秤秤物體的重量，物體距支點5公分，掛1公斤砝碼處想一想亞基米得曾說：「槓桿是力的放大器」，你覺得這句話對嗎？為什麼？參考答案對的，因為可以利用頂桿原理，讓施力臂很長，就可以很小的施力舉起比施力大很多倍重量的物體。想一想亞基米得曾說：「槓桿是力的放大器」，你覺得這句話對嗎？想一想舉出三種使用到槓桿原理的器具或現(xiàn)象？

參考答案：裁紙機、麵包夾、指甲剪、掃地、瓶蓋起子、剪刀想一想舉出三種使用到槓桿原理的器具或現(xiàn)象？

參考答案：歷史櫥窗-亞基米得有一段推動地球的典故。當(dāng)時他從埃及農(nóng)民提水用的吊槓和奴隸們撬開石頭用的撬棍，發(fā)現(xiàn)可以借助槓桿來達(dá)到省力的目的。而且發(fā)現(xiàn)，手離支點愈遠(yuǎn)就愈省力。他曾對國王說：「我不費吹灰之力，就可以隨便牽動任何重的東西；只要給我一個支點，給我一根足夠長的槓桿，我也可以推動地球?！刮髟?16年，亞基米得（Archimedes,西元前287～212年）利用槓桿原理設(shè)計的弩弓發(fā)石機，擊潰了來犯的羅馬大軍。在此之前，亞基米得也歷史櫥窗-亞基米得有一段推動地球的典故。當(dāng)時他從埃及農(nóng)民提水3-3槓桿原理力矩力除了可以讓物體移動之外，也可能讓物體轉(zhuǎn)動。生活可轉(zhuǎn)動的器具：

門把、水龍頭、蹺蹺板、螺絲起子等。水龍頭是靠轉(zhuǎn)動打開的3-3槓桿原理力矩力除了可以讓物體移動之外，也可能讓物體轉(zhuǎn)力矩凡是可以繞著固定點或轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的硬棒，通稱為槓桿，而該固定點或轉(zhuǎn)軸則稱為支點。力矩是用來描述物體受力後轉(zhuǎn)動難易的物理量，物體受力作用後若發(fā)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的效果和力矩的大小有關(guān)。力矩凡是可以繞著固定點或轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的硬棒，通稱為槓桿，而該固定力矩若以L表示力矩、以F表示外力的大小，以d表示支點到力的作用線的垂直距離，稱為力臂。公式：

力矩=外力×力臂

L=F×d單位：(1)公尺重–公尺(kgw-m)(2)公克重–公分(gw-cm)(3)牛頓–公尺(N-m)力矩若以L表示力矩、以F表示外力的大小，以d表示支點到力的作力矩的方向一般以時鐘的轉(zhuǎn)動方向來區(qū)分。轉(zhuǎn)動的方向有沿順時鐘方向轉(zhuǎn)動和沿逆時鐘方向轉(zhuǎn)動兩種。順時鐘方向轉(zhuǎn)動逆時鐘方向轉(zhuǎn)動力矩的方向一般以時鐘的轉(zhuǎn)動方向來區(qū)分。轉(zhuǎn)動的方向有沿順時鐘方影響力矩大小的因素物體受外力的大小和力臂長度會影響力矩的大小。因此影響力矩大小的因素有三：作用力的大小、方向和作用點。其中力臂的長度是由力的作用點和力的作用方向所決定。影響力矩大小的因素物體受外力的大小和力臂長度會影響力矩的大小當(dāng)力臂一定時，施力愈大，會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動效果。如下圖，當(dāng)力臂一定時，比較甲和乙兩力產(chǎn)生的力矩，甲的力矩較大。力的大小與力矩當(dāng)力臂一定時，施力愈大，會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動效果。如下圖，當(dāng)力臂當(dāng)作用力的大小一定時，力臂愈大，會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動效果。如下圖，當(dāng)作用力的大小一定時，比較丙和丁兩力各別的力矩，丁的力矩較大。力臂與力矩當(dāng)作用力的大小一定時，力臂愈大，會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動效果。如下圖(1)力的作用線通過支點，施力在支點上

→力臂=0

→力矩=0

→物體不轉(zhuǎn)動。施力的方向與力臂的大小(2)力的作用線和槓桿垂直→力臂最大→力臂d＝→轉(zhuǎn)動的效果最好(1)力的作用線通過支點，施力在支點上施力的方向與力臂的大小(3)力臂的長度為支點到力的作用線的垂直距離。

力臂d<(4)力臂d<動畫(3)力臂的長度為支點到力的作用線的垂直距離。(4)力臂d下圖為一根10公尺的木棒，左端為轉(zhuǎn)軸，右端同時三個不同方向的作用力作用，分別為3kgw、4kgw、5kgw，則試問各力的力矩是多少？合力矩是多少？範(fàn)例3kgw5kgw4kgw10m6m8m轉(zhuǎn)軸下圖為一根10公尺的木棒，左端為轉(zhuǎn)軸，右端同時三個不同方向的3kgw作用力的力矩=10×3=30m-kgw(逆轉(zhuǎn)鐘)參考答案4kgw作用力的力矩=0×4=0m-kgw3kgw5kgw4kgw10m6m8m轉(zhuǎn)軸5kgw作用力的力矩=6×5=30m-kgw(逆時鐘)合力矩=30+30=60m-kgw(逆時鐘)3kgw作用力的力矩參考答案4kgw作用力的力矩=0想一想假如天平的兩臂長度並不相等時，還可以使用它來測量物體的質(zhì)量嗎？參考答案：若天平的兩臂長度並不相等時，並不適宜使用它來測量物體的質(zhì)量，除非是天平已經(jīng)給予數(shù)值上的規(guī)格化，成為不等臂天平。想一想假如天平的兩臂長度並不相等時，還可以使用它來測量物體的想一想我們應(yīng)該如何說明天平是否處於平衡的狀態(tài)？參考答案：可以利用槓桿是否不再轉(zhuǎn)動，來說明槓桿是處於平衡的狀衡。想一想我們應(yīng)該如何說明天平是否處於平衡的狀態(tài)？參考答案：槓桿原理在槓桿兩端施力，如果此時槓桿不再轉(zhuǎn)動了，則稱槓桿處於平衡狀態(tài)。當(dāng)槓桿達(dá)平衡時，施力所產(chǎn)生的力矩=抗力所產(chǎn)生的力矩，這種關(guān)係稱為槓桿原理。施力×施力臂＝抗力×抗力臂公式：槓桿原理在槓桿兩端施力，如果此時槓桿不再轉(zhuǎn)動了，則稱槓桿處於槓桿原理的應(yīng)用當(dāng)兩人分別坐在蹺蹺板兩側(cè)，保持平衡而不轉(zhuǎn)動時，體重較重的人會離蹺蹺板的支點較近，體重較輕的人會離支點較遠(yuǎn)。蹺蹺板槓桿原理的應(yīng)用當(dāng)兩人分別坐在蹺蹺板兩側(cè)，保持平衡而不轉(zhuǎn)動由於左、右兩側(cè)力臂相同，所以砝碼與物體的重量相同。因為在同一地點物體的質(zhì)量大小和重量大小相同，因此物體的質(zhì)量等於砝碼的質(zhì)量。等臂天平當(dāng)天平平衡時，物體逆時鐘的力矩等於砝碼順時鐘的力矩。由於左、右兩側(cè)力臂相同，所以砝碼與物體的重量相同。等臂天平當(dāng)拔釘器當(dāng)施力的力矩大於釘子（抗力）產(chǎn)生的力矩時，就能夠?qū)⑨斪影纹?。若施力臂愈大，則使拔釘器轉(zhuǎn)動而拔起釘子所需的力就愈小，也愈容易拔起釘子。拔釘器當(dāng)施力的力矩大於釘子（抗力）產(chǎn)生的力矩時，就能夠?qū)⑨斪庸?fàn)例利用中國秤秤物體的重量，物體距支點5公分，掛1公斤砝碼處距支點20公分，則物體重量多少？20cm5cm參考答案：設(shè)物體重X公斤重X×5=1×20，X=4kgw範(fàn)例利用中國秤秤物體的重量，物體距支點5公分，掛1公斤砝碼處想一想亞基米得曾說：「槓桿是力的放大器」，你覺得這句話對嗎？為什麼？參考答案對的，因為可以利用頂桿原理，讓施力臂很長，就可以很小的施力舉起比施力大很多倍重量的物體。想一想亞基米得曾說：「槓桿是力的放大器」，你覺得這句話對嗎？想一想舉出三種使用到槓桿原理的器具或現(xiàn)象？

參考答案：裁紙機、麵包夾、指甲剪、掃地、瓶蓋起子、剪刀想一想舉出三種使用到槓桿原理的器具或現(xiàn)