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1、第十二章简单机械 一 杠杆 学习目标 1 在对生活中的钢丝钳 羊角锤 螺丝刀 开瓶扳手等工具的使用中认识什么是杠杆 2 经历螺丝刀撬图钉的探究活动 能说出杠杆的五要素 理解力臂的概念 会画杠杆的力臂 3 经历 探究杠杆的平衡条件 的探究活动 理解杠杆的平衡条件是什么 学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律 4 巩固练习杠杆力臂的正确画法 能应用杠杆的平衡条件确定出作用在杠杆上的最小动力 并能进行一些简单的计算 认识杠杆 认识杠杆 思考 杠杆有什么共同特征 有力的作用 绕固定点转动 硬棒 在力的作用下 能绕某一固定点转动的硬棒 杠杆 认识杠杆 思考 现实生活还有哪些杠杆的实例呢 现在 就请你也
2、举出一些生活中杠杆的实例吧 了解杠杆 A B F1 A B F1 以一个撬棒为例 动力作用在A点和B点 效果是不同的 同样 即使都作用在A点 如果动力的方向不同 作用效果也不同 这就体现了在杠杆中力的作用效果与力的方向 作用点的关系 我们把这种关系用 力臂 来表示 认识与杠杆有关的名词 画出用螺丝刀撬图钉的杠杆示意图 分别认识支点O 动力F1 阻力F2 动力臂l1 阻力臂l2 力臂 支点到力的作用线的垂直距离 力臂的作法 1 找出支点O 2 沿力的方向作出力的作用线 3 从支点向力的作用线作垂线段 并标出符号 支点O 动力臂l 阻力臂l 动力 阻力 2 力臂的作法 杠杆示意图的作法 O l1
3、F1 l2 F2 1 找支点 2 作力的作用线 3 作力臂 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 o l1 l2 2 作出下图在闸刀使用中的两个力臂 并标明L1和L2 l1 l2 牛刀小试 作出上图中两杠杆的五要素 l1 杠杆示意图的作法 F1 O O F1 F2 F2 l1 l2 l2 l1 探究杠杆的平衡条件 物体的平衡状态 杠杆的平衡状态 探究杠杆的平衡条件 猜想 杠杆的平衡可能与哪些因素有关 杠杆的平衡条件 物体的平衡条件 只与力的三要素有关 实验设计 杠杆 钩码 弹簧测力计 铁架台 探究杠杆的平衡条件 器材 测量的物理量 力 力臂 A B
4、两图中的杠杆处于静止状态 实验时采用哪幅图 为什么 讨论 实验时 使杠杆在水平位置平衡 便于在杠杆上直接读出力臂的大小 这个图中杠杆平衡吗 探究杠杆的平衡条件 在实验前 是否也要调节杠杆在水平位置平衡 为什么 讨论 实验前 使杠杆在水平位置平衡 为了避免杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响 探究杠杆的平衡条件 实验步骤 1 调节杠杆在水平位置平衡 2 在杠杆的左侧挂上适量的钩码 用弹簧测力计在竖直方向拉 使杠杆在水平位置平衡 记下弹簧测力计示数 3 改变钩码数量或位置 重复上面的步骤 得出三组数据 探究杠杆的平衡条件 分析 比较表中的数据 你得出的结论是 古希腊学者首先总结出了杠杆的平衡条件 也被称
5、为 动力X动力臂 阻力X阻力臂 阿基米德 杠杆原理 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1L1 F2L2 巩固训练 1 下列各种说法中错误的是 A 杠杆一定要有支点B 杠杆可以是直的 也可以是弯的C 杠杆的力臂可以不在杠杆上D 杠杆的长度等于动力臂与阻力臂长度之和 D 2 画出下列杠杆的动力臂和阻力臂 3 如右图实验装置中 1 实验前没有挂钩码时 发现杠杆左端下倾 应将杠杆右端螺母向 填 右 或 左 边旋一些 使杠杆在水平位置平衡 2 实验时只有10个相同的钩码 杠杆上每格等距 当A点挂4个钩码时 则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡 请设计两种方案 第3题 答 1 2 右 4 如图所示的杠杆 每个
6、砝码重均为1牛顿 杠杆处于平衡状态 若在杠杆两边各减去一个砝码 则 A 杠杆保持平衡B 杠杆左边向下倾C 杠杆右边向下倾D 无法判断 B 2杠杆是否都是直的 1力臂是一定在杠杆上吗 3若一力作用在杠杆上 作用点不变 但作用方向改变 力臂是否改变 答 不是 答 杠杆可以是直的 也可以是弯的 答 要改变 想一想 杠杆的分类 三类杠杆 若l1 l2 则F1F2 若l1 l2 则F1F2 若l1 l2 则F1F2 小结 判断杠杆的类型 实际就是比较动力臂和阻力臂的大小 杠杆的分类 请对下列器具应用的杠杆进行分类 等臂杠杆 费力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 杠杆的分类 请对下列器具应用的杠杆进行分
7、类 省力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 生活 物理 社会 生活中的剪刀 思考 什么情况下 人们会选用费力杠杆 使用费力杠杆有什么好处 当阻力比较小时 人们会选用费力杠杆 使用费力杠杆会省距离 很方便 二 巩固杠杆示意图的画法 学习画最省力的杠杆 例1 画出右图所示的扳鱼网的杠杆示意图 并标出动力臂l1和阻力臂l2 F1 F2 L1 L2 例2 如图所示的弯曲杠杆A端吊一重物G 要想在B端加一最小的力F 使AO O为支点 保持水平平衡 试画出此力的方向和力臂 总结 由杠杆的平衡条件可知 当阻力和阻力臂一定时 动力臂 时 动力才为最小 温馨提示 通常以支点与动力作用点的连线
8、做力臂 力臂最大 最大 L1 F1 三 有关杠杆的计算 一把剪刀 其动力臂是阻力臂的4倍 用它剪铁皮时手施加的力是20N 则铁皮对剪刀的阻力是多少 有一根1m长的均匀木棍 左端挂6kg的物体 右端挂8kg的物体 要使木棍平衡 支点应选在什么位置 如果两端再各加2kg的物体 应怎样移动支点的位置 如图所示 轻质杠杆OA可绕O点转动 OA 0 3m OB 0 2m 在点B处挂一个质量为2kg的物体G 在A点处加一个竖直向下的力F 杠杆在水平位置平衡 则物体G的重力大小为 N F大小为 N 如图所示的弯曲杠杆 AC 20cm BO 40cm OC 30cm AC CO BO CO O为转轴 在B处挂
9、一重为100N的重物 要求在A处作用一个最小的力F使杠杆平衡 请在图上画出这个力的方向并求出这个力的大小 课堂小结 杠杆平衡条件的应用 1 杠杆分类 2 计算 3 画最小动力 a 省力杠杆b 费力杠杆C 等臂杠杆 当堂训练 1 如下图所示 是生活中的几种工具 其中属于省力杠杆的是 A 2 阻力臂为动力臂4倍的杠杆是 选填 省力 或 费力 杠杆 若该杠杆受到的阻力为20牛 则当动力为 牛时 杠杆处于平衡状态 3 画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点和方向 4 如图所示 想用最小的力把重油桶推上台阶 请在图上画出最小的动力及其力臂 2 3 4 费力 80 F1 L1 5 质地均匀的直
10、尺AB放在水平桌面上 尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一 当B端挂5N的重物G时 直尺的A端刚刚开始翘起 如右上图所示 则此直尺受到的重力是 A 2 5NB 5NC 10ND 无法确定 C 如图所示 用撬棒撬起大石头 向上 向下用力都可以 哪一种方式更省力 请你具体说明原因 如图所示 在杠杆的左边距支点20cm处挂了4个钩码 要使杠杆在水平位置平衡 可在杠杆的右侧挂钩码 下列措施不可行的是 A 在杠杆的右侧距支点10cm处挂2个钩码B 在杠杆的右侧距支点8cm处挂10个钩码C 在杠杆的右测距支点20cm处挂4个钩码D 在杠扞的右侧距支点16cm处挂5个钩码 一根直杆可绕轴O转动 在直杆的
11、中点挂一重物 在杆的另一端施加一个方向始终杠杆垂直的力F 如图所示 当直杆从竖直位置慢慢抬到水平位置的过程中 力F的大小变化情况应是 A 一直增大B 一直减小C 先增大后减小D 不变 图中正在使用的机械 属于省力杠杆的有 A B C D 如图所示 一个直杠杆可绕轴O转动 在直杆的中点挂一重物 在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F 将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中 力F大小的变化情况是 A 一直增大B 一直减小C 先增大后减小D 先减小后增大 某科学兴趣小组在科学拓展课中想探究 在只有体重秤的情况下 如何测出汽车引擎盖的质量 这一问题 小组同学设计并实施了如下实验方案 让小明同学先站在一只体重计上 此时体重计显示的读数为58Kg 接着让小明站在体重计上用双手竖直将引擎盖微微抬起 此时体重计显示的读数为78Kg 最后画出了引擎盖的模型如图2 引擎盖可绕O点自由转动 A为引擎盖重心位置 并且测得OB 130cm AB 50cm 据此回答 1 引擎盖的质量为多少千克 写出计算过程 2 如果一直让小明用双手竖直向上匀速抬起引擎盖 体重计显示的读数将 选填 增大 或 不变 或 减小 3 小明发现抬引擎盖的手臂也能画成杠杆的模型图 请帮他画出手臂杠杆及其五要素 祝同学们学习进步
