沪科版初二物理研究杠杆平衡条件.ppt

第九章 机械与人 这些能给我们提供方便的工 具都称为机械 复杂机械都是由简单机械组成的 杠杆 动滑轮 定滑轮 滑轮组 斜面 简 单 机 械 思考 :假如有一大石头挡道。我们用手搬不 动，手边只有一根木棒，你们有没有办法将它 搬走呢？ 这三个用具有什 么共同特点 共同点： 都是硬棒（软的不行，直的弯的都可以） 工作过程中都在转动，转动过程中 有一点是 不动的 除固定不动的点外，还要 受到两个力的作用 （一个能使它转动，另一个阻碍它转动） F2 阻力 o 支点 支 点 (o)： 杠杆绕着转动的点 动 力 (F1)： 促使杠杆转动的力 阻 力 (F2)： 阻碍杠杆转动的力 动力 F1 杠杆的五个要素： o F1 F2 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 力臂 ：支点到 力的作用线 的 垂直 距离 (力的作用线 ：过力的作用点，沿力的方向的直线 ) L2 L1 F O 支 点 F1 动力 F2 阻力 动 力 作 用 线 l 1 l 2 L2 L1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 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 作力臂的步骤： 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 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 F2 o F1 F2 L1 L2 . L2 L1 L2 L1 F1 F2 L1 L2 F2 F1 o O L1 L2 L1 L2 L2 L1 自行车的刹车手柄示意图，请画出动力和阻力的力臂。 F1 F2 L 2 L1 杠杆 OA在力 F1、 F2的作用下处于静止状态， L2是 F2 的力臂，画出 F1的力臂 L1和力 F2 L2 F2 L1 F1 F2 L1 L2 O 画出各力和力臂 杠杆的平衡 什么是杠杆的平衡？ 当杠杆在动力和阻力的作用下，保持 静止状 态 或 匀速转动状态 ，我们就说杠杆处于平衡。 实验探究：杠杆的平衡条件 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？ 2. 猜想与假设： 假设一 ： 假设二 ： 假设三 ： 假设四 ： F1+L1=F2+L2 F1L1=F2L2 F1/L1=F2/L2 F1 L1=F2 L2 假设五 ： F1 F2 o L1 L2 杠杆 平衡 螺母 杠杆在什么条件下平衡？ 思考与讨论 杠杆两端的两只可调节的螺母，能起 什么作用 ? 调节杠杆自身的平衡 为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢 ? 因为这样力臂的数值在杠杆上就能直 接读出或量出。 杠杆调平的方法是什么？ “左高左调、右高右调 ” 实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 1 2 3 数据表格设计 F1L1 F2L2 实验演示 杠杆的平衡条件是 F1 L1 = F2 L2 F1 F 2 L1 L2 = 如右图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上 A点 . 请作出拔钉子时所用最小动力 F的示意图 . (注意：请在图上保留为确保作图准确所画的辅助线 ) L1 F 要使所用动力最小，应 使动力臂最 大。 即 OA为动 力臂 有一根杠杆，动力为 1000N，阻力为 3000N， 动力臂为 1.5m，求：它的阻力臂为多少？ 已知： F1 1000N F2 3000N L1 1.5m 求 ： L2？ 解 ：根据杠杆的平衡条件： F1L1 F2L2 L2 F1L1 / F2 =(1000N X 1.5m) / 3000N =0.5m 答 ：它的阻力臂为 0.5m. F1 F2 L2 L1 2211 lFlF 省力杠杆 如果 21 ll 则 21 FF 杠杆的类型 h1 省力杠杆： O h1 h2 省力费距离 h2 利用杠杆是否一定能省力？ 21 21 2211 FF ll lFlF 则 如果 由于 这时杠杆是费力杠杆 设动力为 F1， 阻力为 F 我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？ ？还会省力或费力吗 如果 21 2211 LL LFLF 杠杆的分类 分类 结构特点 使用特点 实例 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 l 1 l 2 l 1 l 2 l 1 l 2 省力，但费 距离 费力，但省 距离 小推车、 起钉锤 钓鱼竿 跷跷板、 天平 既不省力， 也不省距离 它们是什么杠杆？