初二物理杠杆平衡条件的应用

1、初二物理杠杆平衡条件的应用第1页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一杠杆平衡条件的应用 主讲：王邦平北京首师大附中退休物理教师。曾任海淀区学科带头人、兼职教研员。新课程初中物理 （北师大版）教材编委。现任首都师范大学物理系客座教授，物理系硕士生导师。第2页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一杠杆平衡条件的应用第3页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一 杠杆平衡条件的应用 目 录一.杠杆二. 杠杆平衡三.杠杆平衡的条件四.杠杆平衡条件的应用五.小结第4页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一一.杠杆 1.杠杆是什么？

2、定义：在力的作用下，能够绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆F2F1O第5页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一数数手掌有多少个杠杆第6页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一2.杠杆的几个要素棒（1）不考虑质量 G（2）不产生形变（3）可直可曲第7页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一（1）支点点 （2）动力作用点（3）阻力作用点OAB第8页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一 (1) 动力 力(2 ) 阻力F1F2第9页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一(1)动力作用线 线(2) 阻力作用线(3

3、) 动力臂(4) 阻力臂L1L2l1l2第10页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一杠杆和普通棒的区别是：（1） 质量、形变（2）力：动力、阻力（3）几何 ：点、线所以说杠杆只是一根特殊的棒（杆）杠杆普通棒第11页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一二.杠杆平衡1.运动的平衡 (1)平动的平衡 (2)转动的平衡 平动的静止转动的静止绕定点匀速转动匀速直线运动第12页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一2.杠杆平衡（2）杠杠处于匀速转动状态（1）杠杆处于静止状态第13页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一三.杠杆平衡

4、的条件动力动力臂=阻力阻力臂文字F1 l1=F2 l2公式F2l2F1Ol1第14页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一省力杠杆 F1F2F1F2l2l1l1l2费力杠杆 F1F2F1F2l1l2l1l2等臂杠杆 F1F2l1l2当杠杆平衡（静止/匀速转动）时，根据杠杆的平衡条件F1 l1=F2 l2 ，可以将杠杆分成三类l1 l2 l1 l2 l1= l2 第15页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一杠杆的分类省力 等臂 费力第16页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一四.杆平衡条件的应用(一)应用杠杆平衡条件分析和计算问题的一般步

5、骤5. 根据杠杆平衡条件列关系式分析求解 F1 l1=F2 l2准备工作1.找杆： 2.找支点：O3.找动力、阻力：作用点、方向、大小F阻F动ABL1L24.作力臂 第17页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一动动手 1.杆 2.支点O 3.力 F1AF2B4.臂l1l25.条件F1 l1=F2 l2第18页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一加菲猫和杠杆第19页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一画画图吧！O BF2L1AF1L2第20页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一(二) 、典型例题例1.画出下图中，各力

6、对于支点O的力臂。FO FO FO O FO FO F2F1AB第21页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一例2.如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图（1）它用到了几个杠杆？作出这些杠杆的杆，支点，动力，阻力，力臂。第22页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一答：两个杠杆F2F1l1l2F4F3l4l3F4F3l4l3F2F1l1l2第23页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一（2）下列说法错误的 有（）A.两杠杆均为省力杠杆 B.两杠杆均为费力杠杆 C.ABC为省力杠杆 D.ABC为省力杠杆判断的依据：F1 l1=F2 l2第24页，共6

7、1页，2022年，5月20日，20点21分，星期一F2F1l2l1F2F1l1l2L1L2 省力杠杆l1l2l2l1第25页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一（3）你能改装这个装置，使它变得更省力么？改装过后，与原装置相比，有不足之处么？第26页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一要使动力臂尽量大答案不唯一可动支点或力（作用点、方向）如图是可能的一种方式第27页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一课间休息5分钟 第28页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一判断省力、费力杠杆的方法：根据杠杆平衡条件（F1 l1=F

8、2 l2）,要判断一杠杆是否省力,关键在于动力臂和阻力臂的长短关系。你能说说省力杠杆、费力杠杆的优缺点么?l1 l2 省力杠杆l1 l2 省力杠杆l1l2=0 l1不变l2逐渐增大某时刻l1 = l2 等臂杠杆l1l2l1 l2 费力杠杆OF2l1l1l2l1l2第31页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一例4.如图所示，杠杆的左端悬挂着一个重物，右端用弹簧测力计拉着，使杠杆在水平方向保持平衡，若将弹簧测力计缓慢地沿着图中虚线自位置1移到位置2，并保持杠杆始终在水平方向平衡，则弹簧测力计地读数将怎样变化？第32页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一初 D

9、OA末 DOAA中 O第33页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一例重为G的金属块静止在水平地面上时，对地面的压强为5.4105 Pa；现将金属块用细绳挂在轻质杠杆的A端， B端悬挂重力G的物体，如图8所示，当杠杆在水平位置平衡时，金属块对地面的压强为1.8105 Pa，已知B端所挂物体的质量为4kg，OA：OB3：5。要使金属块离开地面，则（g取10N/kg）A. 轻质杠杆B端所挂物体的质量至少为5kgB. 金属块对地面的压强只需减少3.6105PaC. 只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为5：1D. 只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为2：5GOAB

10、G第34页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一G2OABG1重力: G1 G1静止 T1 = G1细绳拉力: T1重力: G G静止N= GN= pS地面支持力: N假设重物2没有与杠杆连接第35页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一G1G地面支持力：（拉 ）= G1地面支持力: N细绳拉力: T2 杠杆平衡 T2 l2= T1 l1（G N ）l2= G1 l 1 OABG1l1l2G2OABl1l2T1T2 = T2 G静止 N + T2 = GT2 = G NT2T = T假设重物2与杠杆连接G1 G1静止 T1 = G1T1OABG1G2假设重物

11、2与杠杆连接第36页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一因为OA：OB3：5，m2=10kg，设m1，要使m2离开地面 ，m1至少应为6kgA错 杠杆平衡 T2 l2= T1 l1（G N ）l2= G1 l 1 离开地面的条件N =0（G）l2= G1 l 1 第37页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一 G静止 N + T2 = GT2 = GN G1静止 T1 = G1 杠杆平衡 T2 l2= T1 l1T2 = T 2T = TG2= pSN=pS（ pS -pS）l2= G1 l 1 第38页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星

12、期一问题是什么 A. 轻质杠杆B端所挂物体的质量至少为5kgC. 只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为5：1D. 只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为2：5B. 金属块对地面的压强只需减少3.6105Pa第39页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一B. ?B. 金属块对地面的压强只需减少3.6105Pa（ pS -pS）l2= G1 l 1 第40页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一C. 错误D.正确G2 l2= G1 l1OABl1l2l2 / l1 = G1 / G2=2/5第41页，共61页，2022年，5月20日，20点21

13、分，星期一例. 小东想估测出某种油的密度油，他手边的测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案。首先找一根直硬棒，用细线系在O点另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E，如图所示。吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为的金属块B挂在硬棒左端C处，第42页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一(1)用刻度尺测出OE的长度Lo；(2)把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡；下面是小东测出油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整。 第43页，共61页，2

14、022年，5月20日，20点21分，星期一（3） ；（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算油的表达式为： 第44页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一小东要做什么 ：估测出某种油的密度油小东有什么测量 工具：刻度尺 小东设计的实验：第45页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一小东 做了什么：(1)用刻度尺测出OE的长度Lo；(2)把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡；第46页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一应用杠杆平衡条件分析F1F2l2l1F3F1l1l2BG F浮G F 浮=F3第4

15、7页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一（3） ；油=(L0-L1) /L0（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算油的表达式为： 用刻度尺测出OD的长度 L1L1第48页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一(三)杠杆在生活中的应用跟着老师画画图吧！第49页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一第50页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一F1F2L1L2杠杆与生活第51页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一F1F2l1l2杠杆与军事科技第52页，共61页，2022年，5月20日，20点21分

16、，星期一杠杆与人体第一种杠杆第一种杠杆的工作原理类似跷跷板，支点位于力与重量之间。颈后部肌肉使头后仰的动作是体内第一种杠杆的最好实例。颅底的杠杆位于环枕关节的支点上第53页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一第二种杠杆第二种杠杆，重量位于力与支点之间。足跟从地面抬起的动作就是这种杠杆的实例。小腿肌是提起体重的力，足的大部分形成杠杆。第54页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一第三种杠杆第三种杠杆是体内最常见的杠杆。力作用于重量与支点之间的杠杆上。典型的实例是肱二头肌收缩提供力，屈肘关节作为支点，抬起前臂和手（重量）。第55页，共61页，2022年，5月2

17、0日，20点21分，星期一杠杠真神奇啊！ 第56页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一五、小结 第57页，共61页，2022年，5月20日，20点21分，星期一）AOMB图5 15图6是运动员利用器械进行举重训练的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OAOB45，系在横杆A端的细绳通过滑轮悬挂着物体M。运动员小强站在水平地面上时对地面的压强为1.1104Pa，当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，他对横杆B端竖直向上的作用力F1为300N，此时他对水平地面的压强为1.6104Pa。若在物体M下面再加挂物体N，小强需用更大的力举起横杆B端，当AB在水平位置再次平衡时，他对横杆B端竖直向上的作用力F2，他对地面的压强3.3104Pa