江苏省南京十三中锁金分校九年级物理《杠杆》课件 苏科版.ppt

延伸人体的延伸人体的延伸人体的延伸人体的“ “神臂神臂神臂神臂” ”第十一章第十一章 简单机械和功简单机械和功一、杠杆一、杠杆思考：这四个工具在工作时有哪些共同特点？思考：这四个工具在工作时有哪些共同特点？思考：这四个工具在工作时有哪些共同特点？思考：这四个工具在工作时有哪些共同特点？OOOOOOOO 在物理学中，将一根在力的作用下可绕一在物理学中，将一根在力的作用下可绕一在物理学中，将一根在力的作用下可绕一在物理学中，将一根在力的作用下可绕一固定点固定点固定点固定点转动的硬棒称做转动的硬棒称做转动的硬棒称做转动的硬棒称做杠杆杠杆杠杆杠杆杠杆的定义杠杆的定义杠杆杠杆杠杆杠杆古代人使用的桔槔（古代人使用的桔槔（jié gāo）） 卫星机械臂卫星机械臂卫星机械臂卫星机械臂建筑工地的塔吊建筑工地的塔吊建筑工地的塔吊建筑工地的塔吊 几个与杠杆有关的名词举例（螺丝刀撬图钉）几个与杠杆有关的名词举例（螺丝刀撬图钉）几个与杠杆有关的名词举例（螺丝刀撬图钉）几个与杠杆有关的名词举例（螺丝刀撬图钉）F F2 2阻力的作用线阻力的作用线阻力的作用线阻力的作用线l l1 1l l2 2动力的作用线动力的作用线动力的作用线动力的作用线完成杠杆示意图完成杠杆示意图F1O 如图用钓鱼竿钓鱼，如图用钓鱼竿钓鱼，O为支点，为支点，F1为手对鱼为手对鱼竿的作用力，请画出鱼线对钓鱼竿拉力竿的作用力，请画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的示的示意图及意图及F1的力臂的力臂l1 。

F2l1总结画力臂的方法总结画力臂的方法总结画力臂的方法总结画力臂的方法1. 1.首先确定支点首先确定支点首先确定支点首先确定支点；（找点）；（找点）；（找点）；（找点）2. 2.沿动力和阻力的作用方向画力的作用线（沿动力和阻力的作用方向画力的作用线（沿动力和阻力的作用方向画力的作用线（沿动力和阻力的作用方向画力的作用线（画线画线画线画线）；）；）；）； 3. 3.从支点作动力、阻力作用线的垂线从支点作动力、阻力作用线的垂线从支点作动力、阻力作用线的垂线从支点作动力、阻力作用线的垂线；（做垂）；（做垂）；（做垂）；（做垂）4. 4.支点到垂足的距离就是动力或阻力的力臂；支点到垂足的距离就是动力或阻力的力臂；支点到垂足的距离就是动力或阻力的力臂；支点到垂足的距离就是动力或阻力的力臂；5. 5.标出力臂的符号标出力臂的符号标出力臂的符号标出力臂的符号l l1 1或或或或l l2 2. .（标号）（标号）（标号）（标号）一点、二线、三垂直、四标号一点、二线、三垂直、四标号 注意：注意：力臂是指支点到力臂是指支点到力的作用线力的作用线的垂直距的垂直距离，不是离，不是支点到力的作用点支点到力的作用点的距离的距离F1F2OOA AB Bl1这样画力臂对吗？这样画力臂对吗？这样画力臂对吗？这样画力臂对吗？l1 拓展拓展1：如图钢丝钳是由二个杠杆：如图钢丝钳是由二个杠杆ABC、、ABD组成，在图中画出用钢丝钳钳口剪断铁丝组成，在图中画出用钢丝钳钳口剪断铁丝时杠杆时杠杆ABC所受阻力的示意图及动力的力臂。

所受阻力的示意图及动力的力臂l1F2F1 拓展拓展2 2：请在图中画出用瓶盖起子：请在图中画出用瓶盖起子启瓶盖的动力启瓶盖的动力F F1 1的力臂的力臂L L1 1和阻力和阻力F F2 2拓展拓展拓展拓展3 3：见评价手册：见评价手册：见评价手册：见评价手册5 5页第页第页第页第7 7题题题题拓展拓展拓展拓展4 4：：：：如图，如图，如图，如图，F F1 1是作用在抽水机手柄是作用在抽水机手柄是作用在抽水机手柄是作用在抽水机手柄A A点处的动力，点处的动力，点处的动力，点处的动力，OO为支点请画出动力为支点请画出动力为支点请画出动力为支点请画出动力F F1 1的力臂的力臂的力臂的力臂 方法点拨方法点拨 根据使杠杠转动的效果根据使杠杠转动的效果根据使杠杠转动的效果根据使杠杠转动的效果注意：注意：注意：注意：动力、阻力的作用点都在杠杆上动力、阻力的作用点都在杠杆上动力、阻力的作用点都在杠杆上动力、阻力的作用点都在杠杆上￿ ￿ ￿ ￿如何正确判断动力、阻力的方向？如何正确判断动力、阻力的方向？如何正确判断动力、阻力的方向？如何正确判断动力、阻力的方向？F1F2OOA AB B 问题问题1：大人、小孩玩跷跷板，大人被小孩跷起来：大人、小孩玩跷跷板，大人被小孩跷起来了，为什么？如果大人要把小孩跷起来，应该怎样做了，为什么？如果大人要把小孩跷起来，应该怎样做呢？如果使跷跷板在水平位置平衡，又该怎么做？呢？如果使跷跷板在水平位置平衡，又该怎么做？活动活动11.2：探究杠杆的平衡条件：探究杠杆的平衡条件1.杠杆平衡杠杆平衡 杠杆保持静止或匀速转动叫做杠杆平衡。

杠杆保持静止或匀速转动叫做杠杆平衡￿￿￿￿￿￿初中阶段只研究杠杆处于静止状态的平衡初中阶段只研究杠杆处于静止状态的平衡￿￿￿￿￿￿￿￿影响杠杆平衡的因素是什么？影响杠杆平衡的因素是什么？1.杠杆处在什么位置测量力臂最方便？杠杆处在什么位置测量力臂最方便？F1F2l1l2 如何调节，什么时候调？为什么？如何调节，什么时候调？为什么？2.为什么在实验前把杠杆调成水平位置平衡？为什么在实验前把杠杆调成水平位置平衡？消除杠杆自重对杠杆平衡的影响消除杠杆自重对杠杆平衡的影响消除杠杆自重对杠杆平衡的影响消除杠杆自重对杠杆平衡的影响实验实验实验实验次数次数次数次数1 12 23 34 45 5表格设计表格设计表格设计表格设计实验实验实验实验次数次数次数次数动力动力动力动力F F1 1/N/N动力臂动力臂动力臂动力臂l l1 1/cm/cm阻力阻力阻力阻力F F2 2/N/N动力臂动力臂动力臂动力臂l l2 2/cm/cm1 15 54 44 45 52 22 215151.51.520203 31 110101 110104 42 225252.52.520205 51.51.520203 31010表格设计表格设计表格设计表格设计动力动力动力动力× ×动力臂动力臂动力臂动力臂= =阻力阻力阻力阻力× ×阻力臂阻力臂阻力臂阻力臂实验结论实验结论写成公式为：写成公式为：写成公式为：写成公式为：比例形式为：比例形式为：比例形式为：比例形式为： 意义：动力臂意义：动力臂意义：动力臂意义：动力臂l l1 1是阻力臂是阻力臂是阻力臂是阻力臂l l2 2的几倍，则动力的几倍，则动力的几倍，则动力的几倍，则动力F F1 1就是阻就是阻就是阻就是阻力力力力F F2 2的几分之一。

的几分之一的几分之一的几分之一 在在““探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件””实验中，应先调节杠实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在杆两端的平衡螺母，使杠杆在￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿位置平衡，这位置平衡，这样样￿ ￿做是为了便于测量做是为了便于测量￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿；如发现杠杆左端偏高，；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向则可将右端的平衡螺母向￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿调节水平水平力臂力臂左左 上图是小明三次实验的情景，实验所用的每个钩码重上图是小明三次实验的情景，实验所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长，杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在下，部分实验数据已记录在下表中次数次数动力动力F1/N动力臂动力臂l1/cm阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/cm11.510121201031201.510动力臂测量错误动力臂测量错误1）请将表格中的实验数据补充完整请将表格中的实验数据补充完整2）小明的第）小明的第3次实验存在错误，其错误是次实验存在错误，其错误是 。

152l1l2 1. 1.在在在在““““探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件””””的实验中：的实验中：的实验中：的实验中：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿（（（（1 1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲为）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲为）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲为）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向______________边旋一些（选填边旋一些（选填边旋一些（选填边旋一些（选填““““左左左左““““或或或或““““右右右右””””）这样做的）这样做的）这样做的）这样做的目的是目的是目的是目的是￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿____________________________________________________________________________尽量减小杠杆的自重对实验的影响尽量减小杠杆的自重对实验的影响尽量减小杠杆的自重对实验的影响尽量减小杠杆的自重对实验的影响右右右右目标目标目标目标2 2：理解杠杆的平衡条件：理解杠杆的平衡条件：理解杠杆的平衡条件：理解杠杆的平衡条件 （（（（2 2）调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二）调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二）调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二）调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二组按图（丙）进行实验．你认为第组按图（丙）进行实验．你认为第组按图（丙）进行实验．你认为第组按图（丙）进行实验．你认为第________________组实验更组实验更组实验更组实验更好，理由是好，理由是好，理由是好，理由是: ___________________________: ___________________________。

二二二二便于从杠杆上直接读取力臂便于从杠杆上直接读取力臂便于从杠杆上直接读取力臂便于从杠杆上直接读取力臂（（（（3 3）在图丙中的）在图丙中的）在图丙中的）在图丙中的B B处施加竖直向下的拉力处施加竖直向下的拉力处施加竖直向下的拉力处施加竖直向下的拉力F F，使杠杆，使杠杆，使杠杆，使杠杆水平平衡当拉力水平平衡当拉力水平平衡当拉力水平平衡当拉力F F向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉力衡，拉力衡，拉力衡，拉力F F的大小将的大小将的大小将的大小将______________，原因是，原因是，原因是，原因是____________________________________________________________________________________变大变大变大变大阻力和阻力臂不变时，动力臂变小阻力和阻力臂不变时，动力臂变小阻力和阻力臂不变时，动力臂变小阻力和阻力臂不变时，动力臂变小l l' ' （（（（4 4）某实验小组进行正确的实验操作后，得到的数据为）某实验小组进行正确的实验操作后，得到的数据为）某实验小组进行正确的实验操作后，得到的数据为）某实验小组进行正确的实验操作后，得到的数据为F F1 1＝＝＝＝6N6N，，，，L L1 1＝＝＝＝20cm20cm，，，，F F2 2＝＝＝＝4N4N和和和和L L2 2＝＝＝＝30cm30cm。

该实验小组是否根该实验小组是否根该实验小组是否根该实验小组是否根据这组数据就能得出探究结论？据这组数据就能得出探究结论？据这组数据就能得出探究结论？据这组数据就能得出探究结论？________________，理由是，理由是，理由是，理由是____________________________________________________________________________￿ ￿ ￿ ￿实验次数太少，不能反映普遍规律，具有偶然性实验次数太少，不能反映普遍规律，具有偶然性实验次数太少，不能反映普遍规律，具有偶然性实验次数太少，不能反映普遍规律，具有偶然性不能不能（（5）该实验得出的结论是：）该实验得出的结论是：动力动力×动力臂动力臂=阻力阻力×阻力臂阻力臂杠杆的分类杠杆的分类 　动力臂　动力臂_____阻力臂，即阻力臂，即l1____l2，，平衡平衡时时F１１_____F２２，，动力动力_____阻力用较小的动力就可以克服较大的阻力用较小的动力就可以克服较大的阻力省力杠杆省力杠杆F1F2Ol1l2大于大于＞＞＜＜小于小于省力但是费距离省力但是费距离省力但是费距离省力但是费距离（费距离杠杆）（费距离杠杆）（费距离杠杆）（费距离杠杆）F1F2省力杠杆省力杠杆优缺点：省力费距离优缺点：省力费距离l1l2羊角锤羊角锤l1F2l２２F1F2l1l2F1F2l2l1O费力杠杆：费力省距离费力杠杆：费力省距离钓鱼竿钓鱼竿 动力臂＿＿＿阻力臂，即动力臂＿＿＿阻力臂，即l1＿＿＿＿l2，，平衡平衡时时F１１＿＿＿＿＿＿F２２，动力＿＿＿阻力，要用较大的动力去克服较小，动力＿＿＿阻力，要用较大的动力去克服较小的阻力。

的阻力费力杠杆费力杠杆大于大于＞＞＜＜小于小于费力但是省距离费力但是省距离费力但是省距离费力但是省距离（（（（省距离杠杆省距离杠杆省距离杠杆省距离杠杆））））F2F1l1l2镊子镊子l1F1l2F2费力杠杆费力杠杆优缺点：费力省距离优缺点：费力省距离OOA AB B筷子筷子l2l1F1F2 动力臂等于阻力臂，平衡时阻力等于动力这样的杠杆动力臂等于阻力臂，平衡时阻力等于动力这样的杠杆既不省力也不费力既不省力也不费力等臂杠杆等臂杠杆天平天平等臂杠杆等臂杠杆F1F2l1l2A. A. 钢丝钳钢丝钳钢丝钳钢丝钳 B. B. 起子起子起子起子 C C羊角锤羊角锤羊角锤羊角锤. D.. D.镊子镊子镊子镊子如图的工具中，属于费力杠杆的是如图的工具中，属于费力杠杆的是 （（ ））  如图的几种杠杆类工具，在使用时属于省力杠杆如图的几种杠杆类工具，在使用时属于省力杠杆如图的几种杠杆类工具，在使用时属于省力杠杆如图的几种杠杆类工具，在使用时属于省力杠杆的是的是的是的是 ( )( )( )( )杠杆平衡条件应用杠杆平衡条件应用应用应用1：计：计算算 课本课本6页例题页例题应用应用2：什么时候用力最小：什么时候用力最小应用应用3：动态变化分析：动态变化分析（（1）支点不变）支点不变 （（2）支点变化）支点变化 学学P7 例例5、、 6 评评P5 6 P6 10 如图，用螺丝刀撬起图钉．请在图上画出螺丝如图，用螺丝刀撬起图钉．请在图上画出螺丝如图，用螺丝刀撬起图钉．请在图上画出螺丝如图，用螺丝刀撬起图钉．请在图上画出螺丝刀受到图钉阻力刀受到图钉阻力刀受到图钉阻力刀受到图钉阻力F F2 2的力臂；并画出作用在螺丝刀柄的力臂；并画出作用在螺丝刀柄的力臂；并画出作用在螺丝刀柄的力臂；并画出作用在螺丝刀柄上上上上A A点的最小动力点的最小动力点的最小动力点的最小动力F F1 1的示意图。

的示意图的示意图的示意图F1 以以以以D D点为支点，在点为支点，在点为支点，在点为支点，在A A点画出该最小动力点画出该最小动力点画出该最小动力点画出该最小动力F F1 1以以以以及阻力及阻力及阻力及阻力F F2 2和阻力臂和阻力臂和阻力臂和阻力臂l l2 2F2l2D DF2F1l2l1F F1 1F F2 2l l1 1l l2 2F F1 1F F2 2l l1 1l l2 2如图是人们用木棒撬石块的示意图撬石块有两种方如图是人们用木棒撬石块的示意图撬石块有两种方如图是人们用木棒撬石块的示意图撬石块有两种方如图是人们用木棒撬石块的示意图撬石块有两种方法：第一种是以法：第一种是以法：第一种是以法：第一种是以B B点为支点，在点为支点，在点为支点，在点为支点，在C C点用与棒垂直的力点用与棒垂直的力点用与棒垂直的力点用与棒垂直的力F F1 1向下撬；第二种是以向下撬；第二种是以向下撬；第二种是以向下撬；第二种是以A A点为支点，在点为支点，在点为支点，在点为支点，在C C点用与棒垂直的点用与棒垂直的点用与棒垂直的点用与棒垂直的力力力力F F2 2向上撬。

向上撬木棒自重不计）（（木棒自重不计）（（木棒自重不计）（（木棒自重不计）（1 1）在图中画出力）在图中画出力）在图中画出力）在图中画出力F F1 1的力臂2 2）若石块压在棒上的）若石块压在棒上的）若石块压在棒上的）若石块压在棒上的D D点正好是点正好是点正好是点正好是ABAB的中的中的中的中点，你认为第点，你认为第点，你认为第点，你认为第￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿种方法更省力一些，理由是种方法更省力一些，理由是种方法更省力一些，理由是种方法更省力一些，理由是￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿l1 根据杠杆的平衡条件，两种方法中的阻力与根据杠杆的平衡条件，两种方法中的阻力与阻力臂的乘积不变，第二种方法阻力臂的乘积不变，第二种方法 动力臂较长，动力臂较长，所以更省力所以更省力•备用用实验装置实验装置实验实验实验实验次数次数次数次数动力动力动力动力/N/N支点到动支点到动支点到动支点到动力作用点力作用点力作用点力作用点的距离的距离的距离的距离/cm/cm阻力阻力阻力阻力/N/N支点到阻力作支点到阻力作支点到阻力作支点到阻力作用点的距离用点的距离用点的距离用点的距离/cm/cm1 12 23 34 4表格设计表格设计表格设计表格设计实验次实验次实验次实验次数数数数动力动力动力动力F F1 1/N/N动力臂动力臂动力臂动力臂l l1 1/cm/cm阻力阻力阻力阻力F F2 2/N/N阻力臂阻力臂阻力臂阻力臂l l2 2/cm/cm1 11 15 50.50.510102 21.51.510101 115153 32 215151.51.520204 44 45 55 54 4表格设计表格设计表格设计表格设计实验结论实验结论动力动力××动力臂动力臂 = = 阻力阻力××阻力臂阻力臂F1F2l1l2答答:在做在做“研究杠杆的平衡条件研究杠杆的平衡条件”的实验时，的实验时，杠杆杠杆有一定的重力，有一定的重力，为保证实验中杠杆的平衡条件：动力为保证实验中杠杆的平衡条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂成立，必须使杠杆的乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂成立，必须使杠杆的重力（包括平衡螺母总重力）乘以其力臂为零。

调节重力（包括平衡螺母总重力）乘以其力臂为零调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，就是杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，就是要保证杠杆的总重力乘以其力臂为零要保证杠杆的总重力乘以其力臂为零 为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡？位置平衡？消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；消除杠杆自重对杠杆平衡的影响； 为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡？节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡？F1F2l1l2便于测量力臂；便于测量力臂； 2001年在杭州动物园，一物理老师用一只弹簧秤年在杭州动物园，一物理老师用一只弹簧秤“称称”出了一头大象的质量，在出了一头大象的质量，在“称称”象的过程中，他象的过程中，他还动用了吊车、铁笼和还动用了吊车、铁笼和10m的槽钢作为辅助工具，若的槽钢作为辅助工具，若不槽钢和铁笼的物重，吊车的吊钩固定处距系弹簧秤不槽钢和铁笼的物重，吊车的吊钩固定处距系弹簧秤一端的距离为一端的距离为9m，距系铁笼处的距离为，距系铁笼处的距离为7cm，当槽钢，当槽钢处于水平状态时弹簧秤的示数为处于水平状态时弹簧秤的示数为200N，试估算大象的，试估算大象的质量（质量（g取取10kg）。