九年级物理 第一课时《杠杆定义》课件 人教新课标版.ppt

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1、探究杠杆的平衡条件 2 探究跷跷板的平衡条件 1 认识杠杆 怎么办 给我一个支点 我可以撬动整个地球 阿基米德 探究杠杆的平衡条件 一根硬棒 在力的作用下绕着固定点转动 1 定义 一根 在力的作用下如果能绕着转动 这根硬棒就叫做杠杆 lever 注意 硬棒不一定是直的 也可以是弯曲的 即硬棒可以是各种各样的形状 也可以是圆的 但必须是硬的 一 什么是杠杆 硬棒 固定点 思考 现实生活还有哪些杠杆的实例呢 思考 现实生活还有哪些杠杆的实例呢 钢丝钳杆秤瓶盖起子道钉撬火钳独轮车 思考 现实生活还有哪些杠杆的实例呢 杠杆的共同特点 2 在力的作用 3 绕固定点转动 1 硬棒 不容易变形 杠杆 杠杆有

2、什么共同的特征呢 可以是直的 也可以是弯的 二 杠杆的五个要素 什么是点到直线的距离 从某一点到直线的垂直距离 必要时可以延长直线 什么是点到直线的距离 l1 l2 二 杠杆的五个要素 这些概念很重要 支点 杠杆绕着转动的固定点 用O表示 动力 使杠杆转动的力 用F1表示 动力臂 从支点到动力作用线的距离 用L1表示 阻力 阻碍杠杆转动的力 用F2表示 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离 用L2表示 F2阻力 L1动力臂 L2阻力臂 动力作用线 阻力作用线 O支点 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 支点到动力作用线的距离 支点到阻力作用线的距离 F1动力 在图中表示出杠杆的

3、五要素 杠杆 在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒 l1 l2 怎样画力臂 1 辨认杠杆 找出支点 动力和阻力 2 过力的作用点沿力的方向画出力的作用线 4 用大括号将力臂括上 并标上符号 画力臂的方法是 归纳 一找支点二画线 三连距离四标签 关键是抽象为数学的点到线的垂直距离 3 从支点作出到力的作用线的垂直线 l2 l1 画出图中各力的力臂 1 找出支点的位置 2 沿动力 阻力的作用方向将力的作用线画出 3 从支点作动力 阻力作用线的垂线 用大括号将力臂括上 并标上符号 练一练 F1 F2 L1 L2 O 画出各力和力臂 支点O 动力臂l 阻力臂l 动力 阻力 2 力臂的作法 动力及阻力在支

4、点异侧 画出图中杠杆各力的力臂 F1 F2 O 练一练 O 支点 动力作用线 阻力作用线 L2 请作出动力臂和阻力臂 L1 L2 力臂的作图要点 1 找到力的作用线 必要时延长或反向延长力的作用线 2 过支点作力的作用线的垂线 3 在对应的垂线旁标上L1或L2 本题答案如图所示 说明力臂必须是从支点到力的作用线的垂直距离 F1 F2 画力臂 A O B L1 L2 1 找支点 2 画力的作用线 3 画力臂 杠杆示意图的作法 O F1 F2 l1 l2 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 杠杆 F2 F1 l2 l1 O F2 F1 L1 L2 画出下图杠杆的支点 动力 阻力 动力臂 阻力

5、臂 O F2 F1 画出下图杠杆的支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 F1 F2 L1 L2 O F1 F2 L1 L2 O O F1 F2 L1 L2 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 提问 什么是力臂 2杠杆是否都是直的 回答 力臂是支点到力的作用线的垂直距离 思考讨论 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 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 要改变 O 古埃及人建金字塔时利用了杠杆 找找看 舂 在力的作用下 可绕一固定点转动的硬棒 杠杆 五要素

6、O支点 杠杆绕着转动的点 F1动力 使杠杆转动的力 F2阻力 阻碍杠杆转动的力 L1动力臂 从支点到动力作用线的距离 L2阻力臂 从支点到阻力作用线的距离 作图方法 一点二线三垂线 如图所示 杠杆OA在力F1 F2的作用下处于静止状态 l2是F2的力臂 在图中画出力F2 F2 力的作图要点是 1 找到力臂的一端 做垂线 2 垂线与杠杆的交点为力的作用点 3 根据支点和2个力作用点的位置关系 画出力的方向 重点1 怎样画杠杆的力臂 画杠杆力臂的方法 一找支点二画线 力的作用线 三定距离 力臂的长 力臂是从支点到力的作用线的垂直距离 画出图中杠杆各力的力臂 F1 F2 L1 L2 F1 F2 L1

7、 O L2 O 想一想 如图所示的杠杆中 动力的力臂用L表示 图中所画力臂正确的是 D 思考讨论 1 力臂是一定在杠杆上吗 2 何时力臂能与直杠杆重合 不一定 力的作用线与直杠杆垂直时 想一想 活塞式抽水机 练习 画出动力和阻力的力臂 F1 F2 O 想一想 8 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 反馈练习一 关于力臂的下列说法中正确的是 从支点到动力作用点的距离叫动力臂B 从动力作用点到阻力作用线的距离叫动力臂C 从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂D 从阻力作用点到动力作用点的距离叫阻力臂 练一练 C O 杠杆的五要素 支点O 杠杆绕着转动的点

8、动力 使杠杆转动的力 阻力 阻碍杠杆转动的力 动力臂l 支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂l 支点到阻力作用线的垂直距离 A B C B C A L1 L2 F1 F2 在这里F1 L1 F2 L2满足什么关系 简化模型 跷跷板 铁尺不同牛 钩码跷跷板的水平 铁尺的水平 杠杆的平衡条件 实验探究 探究杠杆的平衡条件 1 提出问题 物体的平衡状态 杠杆的平衡状态 杠杆平衡时 动力 动力臂 阻力 阻力臂之间存在着怎样的关系 2 猜想与假设 两个量之间四种关系加 减 乘 除 假设1 F1 l1 F2 l2 假设2 F1 l1 F2 l2 假设3 F1 l1 F2 l2 假设4 F1 l1 F2 l2

9、 3 制定计划与设计实验 A B A B两种状态中杠杆均处于静止状态即平衡状态 那么在实验过程中应该选择那种平衡状态 为什么 实验时方便在杠杆上直接读出力臂 4 进行实验与收集数据 实验设计 器材 杠杆 钩码 铁架台 测量的物理量 力 力臂 实验步骤 1 调节杠杆两端的螺母 使杠杆在水平位置平衡 2 在杠杆两边挂上钩码 调节钩码的位置 使杠杆在水平位置重新平衡 记录F1 L1 F2 L2 3 改变数据 再做几次实验 记录数据 F1 F2 o 实验数据表格设计 收集与处理数据 5 交流与合作 同学之间相互交流得到的探究结果 得出杠杆平衡条件 结论 杠杆的平衡条件 动力X动力臂 阻力X阻力臂 用字

10、母表示为 F1L1 F2L2或 平衡条件F1L1 F2L2 当杠杆平衡时 动力臂是阻力臂几倍 动力就是阻力的 即 杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积 几分之一 6 评估 实验注意事项 1 在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆水平平衡 2 挂钩码后 不能再动平衡螺母 3 读数时 杠杆仍要求是处于水平平衡状态 以便直接读出力臂的长度 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 三 探究杠杆的平衡条件 探究杠杆的平衡条件 在实验前 是否也要调节杠杆在

11、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 在 研究杠杆的平衡条件 实验中 实验前要调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在 位置平衡 这样做是为了 若发现杠杆左端低 右端高 这时应将两端的螺母都向 移 实验中 我们是根据测得的数据 通过计算 才归纳出杠杆的平衡条件是 在杠杆上直接确定力臂的大小 右 水平 动力 动力臂和阻力 阻力臂 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1L1 F2L2 注意事项 为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码 调节钩码位置 使杠杆在水平位置重新平衡 答 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 则支点

12、到钩码的距离就不是力臂 使杠杆在水平位置重新平衡 目的是从杠杆上的刻度值直接读出力臂的长度 例题 假如如图所示中的大人重750N 小女孩重250N 当大人离跷跷板的转轴0 5m时 小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡 已知 阻力F2 750N阻力臂L2 0 5m动力F1 250N求 动力臂L1 解 根据杠杆的平衡条件F1L1 F2L2得L1 F2 L2 F1 750N 0 5m 250N 1 5m答 小女孩应坐在离转轴1 5m处 例题3 如图 杠杆上标有刻度 GB 5N GA 8N 杠杆水平平衡时 A物体对杠杆的拉力是多少牛顿 此时A物体受到地面对它的支持力为多少 古代杠杆的巧妙应用 桔槔 杆秤

13、 扁担 杠杆的种类 起子 抽水机手柄 天平横梁 跷跷板 钓鱼竿 船桨 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 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2这是费力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 费力杠杆 S h 4 h 费力杠杆的特点 举例 如钓鱼杆 筷子等 可见 费力杠杆虽然费了力 但可以省距离 这里的省距离是指省了动力的作用点移动的距离 F1 F2 动力臂l1 阻力臂l2 由F1l1 F2l2 l1 l2 F1 F2这是省力杠杆 省力杠杆 省力杠

14、杆 h S 4h 可见 省力杠杆虽然省力 但费了距离 省力杠杆的特点 这里的费距离是指增加了动力的作用点移动的距离 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2这是等臂杠杆 不省力 也不省距离 等臂杠杆的特点 举例 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 3 杠杆的种类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 L1 L2 F1 F2 动力 阻力 L1F2 动力 阻力 L1 L2 F1 F2 动力 阻力 省力 省距

15、离 既不省力也不省距离 费距离 费力 今天我们用塔吊建成现代化城市 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 小资料 人体内的杠杆 给我一个立足点 我就能移动地球 这是希腊科学家阿基米德的一句名言 实际上 用杠杆移动地球是不可能的 但是这反映了阿基米德发现杠杆规律后的兴奋心情 几乎每一台机器中都少不了江杆 就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用 拿起一件东西 弯一下腰 甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用 了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识 还能学会许多生理知识 小资料 人体

16、内的杠杆 点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用 见图 杠杆的支点在脊柱之顶 支点前后各有肌肉 头颅的重量是阻力 支点前后的肌肉配合起来 有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头 从图里可以看出来低头比仰头要省力 小资料 人体内的杠杆 当曲肘把重物举起来的时候 手臂也是一个杠杆 如图 肘关节是支点 支点左右都有肌肉 这是一种费力杠杆 举起一份的重量 肌肉要化费6倍以上的力气 虽然费力 但是可以赢得速度 小资料 人体内的杠杆 当你把脚尖翘起来的时候 是脚跟后面的肌肉在起作用 脚尖是支点 体重落在两者之间 这是一个省力杠杆 如图 肌肉的拉力比体重要小 而且脚越长越省力 小资料 人体内的杠杆 如果你弯一下腰 肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力 这是由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆 如图 所以在弯腰提起立物时 正确的姿式是尽量使重物离身体近一些 以避免肌肉被拉伤 在 研究杠杆的平衡条件 实验中 实验前要调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在 位置平衡 这样做是为了 若发现杠杆左端低 右端高 这时应将两端的螺母都向 移 实验中 我们是根据测得的数据 通过计算 才归纳出杠杆的平衡条件是 在杠杆上