初二物理杠杆平衡条件的应用

初二物理杠杆平衡条件的应用第1页，课件共61页，创作于2023年2月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，课件共61页，创作于2023年2月杠杆平衡条件的应用第3页，课件共61页，创作于2023年2月

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，课件共61页，创作于2023年2月一.杠杆1.杠杆是什么？

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，课件共61页，创作于2023年2月数数手掌有多少个杠杆第6页，课件共61页，创作于2023年2月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，课件共61页，创作于2023年2月（1）支点点

（2）动力作用点（3）阻力作用点OAB第8页，课件共61页，创作于2023年2月

(1)

动力

力(2)阻力F1F2第9页，课件共61页，创作于2023年2月(1)动力作用线

线(2)阻力作用线(3)

动力臂(4)

阻力臂L1L2l1l2第10页，课件共61页，创作于2023年2月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，课件共61页，创作于2023年2月二.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，课件共61页，创作于2023年2月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，课件共61页，创作于2023年2月三.杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂文字F1×l1=F2×l2公式F2l2F1Ol1第14页，课件共61页，创作于2023年2月省力杠杆

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，课件共61页，创作于2023年2月杠杆的分类省力等臂费力第16页，课件共61页，创作于2023年2月四.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，课件共61页，创作于2023年2月动动手1.杆2.支点O3.力F1AF2B4.臂l1l25.条件F1×l1=F2×l2第18页，课件共61页，创作于2023年2月加菲猫和杠杆第19页，课件共61页，创作于2023年2月画画图吧！O

BF2L1AF1L2第20页，课件共61页，创作于2023年2月(二)、典型例题例1.画出下图中，各力对于支点O的力臂。FO

FOFOOFOFOF2F1AB第21页，课件共61页，创作于2023年2月例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，课件共61页，创作于2023年2月答：两个杠杆F2F1l1l2F4F3l4l3F4F3l4l3F2F1l1l2第23页，课件共61页，创作于2023年2月（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.A’B’C’为省力杠杆判断的依据：F1×l1=F2×l2第24页，课件共61页，创作于2023年2月F2F1l2l1F2F1l1l2L1<L2

费力杠杆L1>L2

省力杠杆l1l2l2l1第25页，课件共61页，创作于2023年2月（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，课件共61页，创作于2023年2月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，课件共61页，创作于2023年2月课间休息5分钟……第28页，课件共61页，创作于2023年2月判断省力、费力杠杆的方法：根据杠杆平衡条件（F1×l1=F2×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

费力杠杆l1=l2

不省力不费力杠杆第29页，课件共61页，创作于2023年2月例3.如图所示，一个直杆可绕O点转动，杆的末端悬挂一重物，用一个始终跟直杆垂直的

力F作用于杠杆的中点，并使直杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中直杆（）A.始终是省力杠杆B.始终是费力杠杆C.先是省力的，后是费力的D.先是费力的，后是省力的第30页，课件共61页，创作于2023年2月OF1F1F2O初中末F1F2

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，课件共61页，创作于2023年2月例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，课件共61页，创作于2023年2月初DOA末D’OAA中O第33页，课件共61页，创作于2023年2月例．重为G２的金属块静止在水平地面上时，对地面的压强为5.4×105Pa；现将金属块用细绳挂在轻质杠杆的A端，B端悬挂重力G１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1.8×105Pa，已知B端所挂物体的质量为4kg，OA：OB＝3：5。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3.6×105PaC.只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为5：1 D.只需移动支点的位置，使支点左右两侧的力臂之比为2：5G２OABG１第34页，课件共61页，创作于2023年2月G2OABG1重力:

G1∵G1静止∴

T1

=G1细绳拉力:

T1重力:

G２∵G２静止∴

N=G２N=pS地面支持力:

N假设重物2没有与杠杆连接第35页，课件共61页，创作于2023年2月

G1G２地面支持力：（拉）=G1地面支持力:

N’细绳拉力:

T2∵杠杆平衡∴

T’2

l2=T’1l1（G２－N

’）l2=G1l1

OABG1l1l2

G2OABl1l2T’1T2=

T’2∵G２静止∴

N’+

T2

=G２T2

=G２－N’T’2T１=

T’１假设重物2与杠杆连接G1∵G1静止∴

T1

=G1

T1OABG1

G2假设重物2与杠杆连接第36页，课件共61页，创作于2023年2月因为OA：OB＝3：5，m2=10kg，设m1，要使m2离开地面，m1至少应为6kgA错∵杠杆平衡∴

T’2

l2=T’1l1（G２－N

’）l2=G1l1

离开地面的条件N

’=0（G２）l2=G1’

l1

第37页，课件共61页，创作于2023年2月∵G２静止∴

N’+

T2

=G２T2

=G２－N’∵G1静止∴

T1

=G1∵杠杆平衡∴

T’2

l2=T’1l1

T2=

T’2T１=

T’１G2=pSN’=p’S（

pS

-p’S）l2=G1l1

第38页，课件共61页，创作于2023年2月问题是什么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5：1 D.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3.6×105Pa第39页，课件共61页，创作于2023年2月B.?B.金属块对地面的压强只需减少3.6×105Pa（

pS

-p’S）l2=G1l1

第40页，课件共61页，创作于2023年2月C.错误D.正确G2l2=G1l1OABl1l2l2/

l1=G1/G2=2/5第41页，课件共61页，创作于2023年2月例.

小东想估测出某种油的密度ρ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ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，第42页，课件共61页，创作于2023年2月(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ρ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，课件共61页，创作于2023年2月（3）

；（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为：

第44页，课件共61页，创作于2023年2月小东要做什么：估测出某种油的密度ρ油小东有什么测量工具：刻度尺小东设计的实验：第45页，课件共61页，创作于2023年2月小东做了什么：(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，课件共61页，创作于2023年2月应用杠杆平衡条件分析F1F2l2l1F3F1l1l2BGF浮G–F

浮=F3第47页，课件共61页，创作于2023年2月（3）

；ρ油=(L0-L1)ρ/L0（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为：

用刻度尺测出OD的长度L1L1第48页，课件共61页，创作于2023年2月(三)杠杆在生活中的应用跟着老师画画图吧！第49页，课件共61页，创作于2023年2月第50页，课件共61页，创作于2023年2月F1F2L1L2杠杆与生活第51页，课件共61页，创作于2023年2月F1F2l1l2杠杆与军事科技第52页，课件共61页，创作于2023年2月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，课件共61页，创作于2023年2月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，课件共61页，创作于2023年2月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