杠杆及其应用

1、一、杠杆模型一、杠杆模型利用图中相关工具拔出板上的钉子。利用图中相关工具拔出板上的钉子。【活动】【活动】【思考】【思考】1 1、这些工具自身都具有哪些共同特点？、这些工具自身都具有哪些共同特点？2 2、在起钉子的过程中都还有哪些共性？、在起钉子的过程中都还有哪些共性？（有一定长度，外形各异，但整体受力不易形变的硬棒）（有一定长度，外形各异，但整体受力不易形变的硬棒）（绕点转动）（绕点转动）一、杠杆模型一、杠杆模型在力的作用下可绕固定点转动的硬棒。在力的作用下可绕固定点转动的硬棒。【杠杆】【杠杆】【模型】【模型】一些生活中可看作杠杆模型的工具。一些生活中可看作杠杆模型的工具。【列举】【列举】可见

2、，杠杆不是特指某一种机械，而是满足可见，杠杆不是特指某一种机械，而是满足以上特征的各种机械的共同指称。以上特征的各种机械的共同指称。思考：杠杆的使用效果与哪些因素有关呢？思考：杠杆的使用效果与哪些因素有关呢？【思考】【思考】一、杠杆模型一、杠杆模型影响杠杆使用效果的因素。影响杠杆使用效果的因素。【探究】【探究】a a、支点（、支点（o o）b b、动力（、动力（f f1 1）c c、阻力（、阻力（f f2 2）d d、动力臂（、动力臂（l1 1）e e、阻力臂（、阻力臂（l2 2）【五要素】【五要素】1 1、支点的位置能不能落在杠杆的两端？、支点的位置能不能落在杠杆的两端？2 2、如何确定杠杆

3、上的动力和阻力？、如何确定杠杆上的动力和阻力？3 3、力臂的大小（、力臂的大小（l）与支点到力的作用点的那段）与支点到力的作用点的那段 距离（距离（l）之间有什么关系？）之间有什么关系？（l l）（顺逆原则顺逆原则）l1l2of1f2例、如图所示的杠杆中，例、如图所示的杠杆中， o o是是 ， 若设若设f f1 1是动力，则是动力，则 f f2 2是是 ， 动力臂是动力臂是 ， 阻力臂是阻力臂是 。例、在下图杠杆中，画出对应的力或力臂。例、在下图杠杆中，画出对应的力或力臂。二、构建杠杆模型二、构建杠杆模型生活中杠杆模型的五要素。生活中杠杆模型的五要素。【构建】【构建】起瓶盖起瓶盖猩猩刺鱼猩猩刺

4、鱼【方法】【方法】 a a、判断模型条件、判断模型条件b b、确定合理支点、确定合理支点c c、区分动力阻力、区分动力阻力d d、作出对应力臂、作出对应力臂体验观察活动过程体验观察活动过程二、构建杠杆模型二、构建杠杆模型生活中的杠杆模型。生活中的杠杆模型。【体验】【体验】组合类组合类变形类变形类直观类直观类二、构建杠杆模型二、构建杠杆模型【钓鱼杆】【钓鱼杆】作出其杠杆模型的五要素。作出其杠杆模型的五要素。二、构建杠杆模型二、构建杠杆模型【镊子】【镊子】作出其杠杆模型的五要素。作出其杠杆模型的五要素。二、构建杠杆模型二、构建杠杆模型【人体关节】【人体关节】 作出手腕部杠杆模型的五要素。作出手腕部

5、杠杆模型的五要素。例、构建下列杠杆模型，画出对应的五要素。例、构建下列杠杆模型，画出对应的五要素。三、杠杆的平衡三、杠杆的平衡静止或缓慢的匀速圆周转动。静止或缓慢的匀速圆周转动。【平衡状态】【平衡状态】【活动】【活动】杠杆满足什么条件才能处于平衡状态呢？杠杆满足什么条件才能处于平衡状态呢？力大则对应力臂要小，力小则对应力臂要大力大则对应力臂要小，力小则对应力臂要大体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来？体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来？【思考】【思考】【猜想】【猜想】c.c.实验中如何快速测得动（阻）力臂？实验中如何快速测得动（阻）力臂？（多个钩码）（多个钩码）四、探究杠杆平衡的条件四、探究

6、杠杆平衡的条件b.b.实验中如何方便地提供动力和阻力？实验中如何方便地提供动力和阻力？（平衡螺母）（平衡螺母）这个探究实验给了我们哪些启示？这个探究实验给了我们哪些启示？动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂a.a.实验中如何解决杠杆自重对平衡的影响？实验中如何解决杠杆自重对平衡的影响？（水平位置平衡）（水平位置平衡）（弹簧测力计）（弹簧测力计）（刻度尺）（刻度尺）（在杠杆上标记均匀刻度）（在杠杆上标记均匀刻度）四、探究杠杆平衡的条件四、探究杠杆平衡的条件【实验过程】【实验过程】【结论】【结论】2 2、动力、动力= =阻力阻力 动力臂动力臂= =阻力臂阻力臂1 1、动力、动力动力臂动力臂=

7、 =阻力阻力阻力臂阻力臂3 3、动力、动力+ +动力臂动力臂= =阻力阻力+ +阻力臂阻力臂归纳总结实验结论。归纳总结实验结论。四、探究杠杆平衡的条件四、探究杠杆平衡的条件【实验评估】【实验评估】1. 1. 为什么要调节杠杆在水平位置平衡？为什么要调节杠杆在水平位置平衡？2. 2. 为什么要进行多次实验探究？为什么要进行多次实验探究？（消除杠杆自重的影响）（消除杠杆自重的影响）（便于测量相应的力臂）（便于测量相应的力臂）（便于从实验数据中归纳总结出可靠的一般规律）（便于从实验数据中归纳总结出可靠的一般规律）【内容】【内容】【公式】【公式】【拓展】【拓展】【思考】【思考】五、杠杆平衡原理五、杠杆

8、平衡原理动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂f1l1f2l2杠杆受多个动（阻）力的平衡条件是什么呢？杠杆受多个动（阻）力的平衡条件是什么呢？给我一个支点和一根足够长的硬给我一个支点和一根足够长的硬棒，我就能撬动地球。棒，我就能撬动地球。 阿基米德阿基米德f1l1+ fnln f2l2 + fmlm f1l1 f2l2阿基米德撬地球的杠杆应该有什么特点呢？阿基米德撬地球的杠杆应该有什么特点呢？1省省力力杠杠杆杆省力杠杆有哪些特点？省力杠杆有哪些特点？六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【杠杆的分类】【杠杆的分类】【特点】【特点】动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂动力小于

9、阻力，省力动力小于阻力，省力 费距离费距离【实例】【实例】 起子起子羊角锤羊角锤压水井手柄等压水井手柄等2费费力力杠杠杆杆六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【杠杆的分类】【杠杆的分类】【特点】【特点】动力臂小于阻力臂动力臂小于阻力臂动力大于阻力，费力动力大于阻力，费力 省距离省距离【实例】【实例】船桨等船桨等笤帚笤帚筷子筷子为什么要使用费力杠杆呢？为什么要使用费力杠杆呢？镊子镊子3等等臂臂杠杠杆杆天平如果不等臂怎么修正？天平如果不等臂怎么修正？六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【杠杆的分类】【杠杆的分类】【特点】【特点】动力臂等于阻力臂动力臂等于阻力臂动力等于阻力动力等于阻力【思考】【思考

10、】有没有既省力又省距离的杠杆？有没有既省力又省距离的杠杆？不省力也不省距离不省力也不省距离六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【杆秤原理的研究】【杆秤原理的研究】【原理】【原理】1 1、杆秤上的刻度线是否均匀分布？、杆秤上的刻度线是否均匀分布？3 3、有一种双提钮杆秤，双提钮的作用是什么？、有一种双提钮杆秤，双提钮的作用是什么？2 2、长期使用秤砣生锈对测量结果有什么影响？、长期使用秤砣生锈对测量结果有什么影响？f1l1f2l2m物物gaom砣砣gobm物物m砣砣ob/aom物物与与ob成正比成正比【思考】【思考】（均匀）（均匀）（偏小）（偏小）（量程）（量程）六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的

11、应用【平衡要素的计算】【平衡要素的计算】【方法】【方法】1 1、合理构建模型，明确平衡要素、合理构建模型，明确平衡要素3 3、注意单位统一，规范解题过程、注意单位统一，规范解题过程2 2、对应杠杆原理，落实公式变形、对应杠杆原理，落实公式变形六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【平衡要素的计算】【平衡要素的计算】例、扁担长例、扁担长2m2m，两端物体的质量，两端物体的质量分别为分别为50kg50kg和和30kg30kg。若不考虑扁。若不考虑扁担的重力。人的肩头应在什么位担的重力。人的肩头应在什么位置，扁担才平衡置，扁担才平衡? ?【解】【解】 f1l1f2l2m1gaom2g(abao)50k

12、gao30kg(2mao)解之得：解之得：ao0.75m肩头离肩头离a a端端0.75m0.75m处，扁担可保持平衡。处，扁担可保持平衡。【答】【答】六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用例、如图，质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相例、如图，质量可忽略的杠杆上所标的每一格长度都是相 等的，等的，0 0为支点，杠杆两边所挂的每一个钩码均相同，为支点，杠杆两边所挂的每一个钩码均相同， 杠杆在水平位置平衡。在下列情况下，杠杆仍在水平杠杆在水平位置平衡。在下列情况下，杠杆仍在水平 位置保持平衡的是（位置保持平衡的是（ ） a a两边都减少一个钩码两边都减少一个钩码 b b两边的钩码下各加挂一个两边

13、的钩码下各加挂一个 相同的钩码相同的钩码 c c左边钩码向右移一格，右左边钩码向右移一格，右 边钩码同时向左移一格边钩码同时向左移一格 d d右边加挂一个相同钩码，左边钩码同时向左移一格右边加挂一个相同钩码，左边钩码同时向左移一格f1l1f2l2 f1l1 f2l2【动态平衡的分析】【动态平衡的分析】六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【动态平衡的分析】【动态平衡的分析】例、如图所示，一个轻质杠杆可绕轴例、如图所示，一个轻质杠杆可绕轴o o转动，在直杆转动，在直杆 的中点挂一重物的中点挂一重物, ,在杆的另一端施加一个动力在杆的另一端施加一个动力f f， 将直杆从右下位置慢慢抬起到水平位置过程

14、中，将直杆从右下位置慢慢抬起到水平位置过程中， 力力f f大小的变化情况是大小的变化情况是 ( )( ) a.a.一直增大一直增大 b.b.一直减小一直减小 c.c.保持不变保持不变 d.d.无法确定无法确定六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【动态平衡的分析】【动态平衡的分析】例、如图所示例、如图所示, ,在一个轻质杠杆在一个轻质杠杆 的中点挂一重物的中点挂一重物, ,在杆的另在杆的另 一端施加一个动力一端施加一个动力f f，使杠，使杠 杆保持平衡杆保持平衡, ,然后向右转动然后向右转动 f f至水平方向，这一过程中至水平方向，这一过程中 f f变化情况是变化情况是 ( )( ) a.a.一直增大一直增大 b.b.一直减小一直减小 c.c.先变小后变大先变小后变大 d.d.先变大后变小先变大后变小思考：如何确定出使杠杆平衡的最小动力呢？思考：如何确定出使杠杆平衡的最小动力呢？六、杠杆原理的应用六、杠杆原理的应用【最小动力的确定】【最小动力的确定】【方法】【方法】1 1、合理确定支点、合理确定支点oo和动力作用点和动力作用点3 3、作动力作用线，判断阻力作用效果、作动力作用线，判断阻力作用效果2 2、连线支点和动