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物理人教版12.1 杠杆多媒体教学ppt课件
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这是一份物理人教版12.1 杠杆多媒体教学ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了F1L1F2L2，省了力但费了距离，费了力但省了距离等内容，欢迎下载使用。
阿基米德（公元前287年—公元前212年），古希腊伟大的哲学家、数学家、物理学家。阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”
下图就是我们的祖先在建造咸阳宫殿时的情景。他们是怎么利用木棒搬动巨大木材的？
人的力量是有限的，但是人的智慧是无穷的。人们在生产劳动中经常使用各种机械，使工作更省力、更方便。有的机械很简单，例如，钳子、扳手、螺丝刀等等；有的机械比较复杂，例如，缝纫机、车床、收割机等等。
为了方便研究，人们将机械的各种构件归并为杠杆、滑轮、轮轴、斜面等，并把它们称为简单机械，
仔细观察这几幅图，找出它们的共同特征。
1.受力的作用 2.绕固定点转动 3.比较坚硬
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。
注意：杠杆可以是直的，也可以是弯的，但一定是一根硬棒。
支点O：杠杆可以绕其转动的点
动力F1：使杠杆转动的力
阻力F2：阻碍杠杆转动的力
动力臂L1：从支点到动 力作用线的垂直距离
阻力臂L2：从支点到阻力 作用线的垂直距离
支点到动力作用线的距离
支点到阻力作用线的距离
即时练习：试着画出图中杠杆各力的力臂
画力臂的口诀：一找支点、二画力的作用线、三作垂线段、四标大括号、五标符号。
【思考】若力的作用点不变，但改变力的方向，力臂改变吗？
1．什么是杠杆的平衡？
当杠杆在动力和阻力的作用下静止或缓慢匀速转动时，我们说杠杆平衡了。
【思考】 哪种平衡态更好研究？
2．【实验探究】探究杠杆平衡条件
（1）提出问题：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？
①F1+L1=F2+L2；②F1·L1=F2·L2；③F1/L1=F2/L2
（3）实验器材：带等分刻度的均质木尺、钩码、铁架台。
①调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
调节方法：左低右调，右低左调
【思考】杠杆调到水平平衡的目的是什么？
目的有两个：一是消除杠杆自重对实验的影响；二是可直接从杠杆上读出力臂的大小。
不能，这样就不能消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响。
③改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。
②杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录在表格中。
【思考】此时可以调平衡螺母吗？
【思考】实验过程为什么要做多次实验？
多次实验是为了寻找普遍规律。
【思考】如何对数据进行处理？
针对猜想用数学方法进行验证。
（7）收集实验数据并分析
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
例 据《杭州日报》报道2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆定理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如右图）。测量时利用了一根长度为12m的槽钢作为杠杆。吊钩固定点O为支点。弹簧测力计示数F1为200N。测得动力臂L1为6m，阻力臂L2为4cm。若不计铁笼的质量，请你估算大象的质量。g取10N/kg
解 ：人通过弹簧测力计对杠杆的拉力为动力F1=200N，动力臂L1=6m；不计铁笼的质量，则大象对杠杆的拉力为阻力F2 ，它等于大象所受的重力G，阻力臂L2=4cm=0.04m.
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，有
答：大象的质量是3t.
请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？
1．省力杠杆---动力臂大于阻力臂的杠杆
由 F1L1=F2L2∵ L1＞L2∴ F1＜F2这是省力杠杆
我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？
请注意观察，赛艇的船浆在划水时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？
2．费力杠杆---动力臂小于阻力臂的杠杆
由 F1L1=F2L2∵ L1＜L2∴ F1＞F2这是费力杠杆
使用费力杠杆，虽然费了力，但也是有一定的好处呢！
3.等臂杠杆---动力臂等于阻力臂的杠杆
由 F1L1=F2L2∵ L1=L2∴ F1=F2这是等臂杠杆
不省力，不费力不省距离，不费距离
【练习】一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上重600N和200N的货物，问：人肩应挑在离前端多远处才能使扁担平衡？
解：根据 L1+L2=1.8m 得 L2=1.8m－L1---①
答：人肩应挑在离前端0.45m处才能使扁担平衡。
解得：L1=0.45m
将①代入，得 600N×L1＝200N×(1.8m－L1）
由杠杆的平衡条件： F1L1＝F2L2
1.如图所示杠杆，O是支点，中间挂一重物G，如果在杠杆的另一端M处加一个力F使杠杆平衡，且要求所加的力要最小，则这个力（ ）A. 应沿MQ方向 B. 应沿MP方向C. 应沿MN方向 D. 可沿任意方向
2.如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持平衡,然后向右转动F至水平方向，这一过程中F变化情况是（ ）A．一直增大 B．一直减小C．先变小后变大 D．先变大后变小
3.如图所示，用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块。若撬棒C点受到石块的压力是1500N，且AB=1.5m，BC=0.3m、CD=0.2m，则要撬动该石块所用的力最小应为（ ）A．500N B．300N C．200N D．150N
4.关于杠杆，下列说法正确的是（ ）A．杠杆必须是一根直棒 B．杠杆一定有支点C．当力的作用线通过支点时，力臂最大D．动力臂就是支点到动力作用点的距离
5.下列工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）A．跷跷板 B．钓鱼竿C．托盘天平 D．开瓶起子
1.各式各样的剪刀都是一对对的杠杆.在图中，哪些是省力杠杆，哪些是费力杠杆？要剪断铁片，应该使用哪种剪刀？剪纸时应该使用哪种剪刀？修剪树枝时应使用哪种剪刀？为什么？
解：在题图中，从左至右第1把、第3把是省力杠杆，第2把是费力杠杆.要剪断较硬的物体，应使用刀把长、刀口较短的省力剪刀，即第1把剪刀；剪纸时，应使用刀把短，口长，费力但省距离的剪刀，即第2把剪刀；修剪树枝，既要省力，又要有很大的开阖度，应用从左至右第3把剪刀.
2.在图12.1-6中分别画出钳子、自行车手闸这两个杠杆（图中深色部分）工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂.
3.图为指甲剪的示意图，它有几个杠杆？分别是省力杠杆，还是费力杠杆？
解：指甲剪上有三个杠杆ABC、OBD和OED，其中ABC是省力杠杆，OBD和OED是费力杠杆.解析：杠杆ABC的支点是B，动力作用在A点，阻力作用在C点，显然使用时，动力臂长于阻力臂，故为省力杠杆.杠杆OBD和OED的支点是O，其中杠杆OBD的动力作用在B点，阻力作用在D点，杠杆OED的动力作用点在E点，阻力作用在D点，显然二者的阻力臂大于动力臂，故为费力杠杆.
阿基米德（公元前287年—公元前212年），古希腊伟大的哲学家、数学家、物理学家。阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”
下图就是我们的祖先在建造咸阳宫殿时的情景。他们是怎么利用木棒搬动巨大木材的？
人的力量是有限的，但是人的智慧是无穷的。人们在生产劳动中经常使用各种机械，使工作更省力、更方便。有的机械很简单，例如，钳子、扳手、螺丝刀等等；有的机械比较复杂，例如，缝纫机、车床、收割机等等。
为了方便研究，人们将机械的各种构件归并为杠杆、滑轮、轮轴、斜面等，并把它们称为简单机械，
仔细观察这几幅图，找出它们的共同特征。
1.受力的作用 2.绕固定点转动 3.比较坚硬
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。
注意：杠杆可以是直的，也可以是弯的，但一定是一根硬棒。
支点O：杠杆可以绕其转动的点
动力F1：使杠杆转动的力
阻力F2：阻碍杠杆转动的力
动力臂L1：从支点到动 力作用线的垂直距离
阻力臂L2：从支点到阻力 作用线的垂直距离
支点到动力作用线的距离
支点到阻力作用线的距离
即时练习：试着画出图中杠杆各力的力臂
画力臂的口诀：一找支点、二画力的作用线、三作垂线段、四标大括号、五标符号。
【思考】若力的作用点不变，但改变力的方向，力臂改变吗？
1．什么是杠杆的平衡？
当杠杆在动力和阻力的作用下静止或缓慢匀速转动时，我们说杠杆平衡了。
【思考】 哪种平衡态更好研究？
2．【实验探究】探究杠杆平衡条件
（1）提出问题：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？
①F1+L1=F2+L2；②F1·L1=F2·L2；③F1/L1=F2/L2
（3）实验器材：带等分刻度的均质木尺、钩码、铁架台。
①调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
调节方法：左低右调，右低左调
【思考】杠杆调到水平平衡的目的是什么？
目的有两个：一是消除杠杆自重对实验的影响；二是可直接从杠杆上读出力臂的大小。
不能，这样就不能消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响。
③改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。
②杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录在表格中。
【思考】此时可以调平衡螺母吗？
【思考】实验过程为什么要做多次实验？
多次实验是为了寻找普遍规律。
【思考】如何对数据进行处理？
针对猜想用数学方法进行验证。
（7）收集实验数据并分析
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
例 据《杭州日报》报道2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理老师利用杠杆定理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如右图）。测量时利用了一根长度为12m的槽钢作为杠杆。吊钩固定点O为支点。弹簧测力计示数F1为200N。测得动力臂L1为6m，阻力臂L2为4cm。若不计铁笼的质量，请你估算大象的质量。g取10N/kg
解 ：人通过弹簧测力计对杠杆的拉力为动力F1=200N，动力臂L1=6m；不计铁笼的质量，则大象对杠杆的拉力为阻力F2 ，它等于大象所受的重力G，阻力臂L2=4cm=0.04m.
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，有
答：大象的质量是3t.
请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？
1．省力杠杆---动力臂大于阻力臂的杠杆
由 F1L1=F2L2∵ L1＞L2∴ F1＜F2这是省力杠杆
我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？
请注意观察，赛艇的船浆在划水时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？
2．费力杠杆---动力臂小于阻力臂的杠杆
由 F1L1=F2L2∵ L1＜L2∴ F1＞F2这是费力杠杆
使用费力杠杆，虽然费了力，但也是有一定的好处呢！
3.等臂杠杆---动力臂等于阻力臂的杠杆
由 F1L1=F2L2∵ L1=L2∴ F1=F2这是等臂杠杆
不省力，不费力不省距离，不费距离
【练习】一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上重600N和200N的货物，问：人肩应挑在离前端多远处才能使扁担平衡？
解：根据 L1+L2=1.8m 得 L2=1.8m－L1---①
答：人肩应挑在离前端0.45m处才能使扁担平衡。
解得：L1=0.45m
将①代入，得 600N×L1＝200N×(1.8m－L1）
由杠杆的平衡条件： F1L1＝F2L2
1.如图所示杠杆，O是支点，中间挂一重物G，如果在杠杆的另一端M处加一个力F使杠杆平衡，且要求所加的力要最小，则这个力（ ）A. 应沿MQ方向 B. 应沿MP方向C. 应沿MN方向 D. 可沿任意方向
2.如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持平衡,然后向右转动F至水平方向，这一过程中F变化情况是（ ）A．一直增大 B．一直减小C．先变小后变大 D．先变大后变小
3.如图所示，用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块。若撬棒C点受到石块的压力是1500N，且AB=1.5m，BC=0.3m、CD=0.2m，则要撬动该石块所用的力最小应为（ ）A．500N B．300N C．200N D．150N
4.关于杠杆，下列说法正确的是（ ）A．杠杆必须是一根直棒 B．杠杆一定有支点C．当力的作用线通过支点时，力臂最大D．动力臂就是支点到动力作用点的距离
5.下列工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）A．跷跷板 B．钓鱼竿C．托盘天平 D．开瓶起子
1.各式各样的剪刀都是一对对的杠杆.在图中，哪些是省力杠杆，哪些是费力杠杆？要剪断铁片，应该使用哪种剪刀？剪纸时应该使用哪种剪刀？修剪树枝时应使用哪种剪刀？为什么？
解：在题图中，从左至右第1把、第3把是省力杠杆，第2把是费力杠杆.要剪断较硬的物体，应使用刀把长、刀口较短的省力剪刀，即第1把剪刀；剪纸时，应使用刀把短，口长，费力但省距离的剪刀，即第2把剪刀；修剪树枝，既要省力，又要有很大的开阖度，应用从左至右第3把剪刀.
2.在图12.1-6中分别画出钳子、自行车手闸这两个杠杆（图中深色部分）工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂.
3.图为指甲剪的示意图，它有几个杠杆？分别是省力杠杆，还是费力杠杆？
解：指甲剪上有三个杠杆ABC、OBD和OED，其中ABC是省力杠杆，OBD和OED是费力杠杆.解析：杠杆ABC的支点是B，动力作用在A点，阻力作用在C点，显然使用时，动力臂长于阻力臂，故为省力杠杆.杠杆OBD和OED的支点是O，其中杠杆OBD的动力作用在B点，阻力作用在D点，杠杆OED的动力作用点在E点，阻力作用在D点，显然二者的阻力臂大于动力臂，故为费力杠杆.
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