1、13.4 杠杆,“给我一个支点，我可以撬动整个地球。”,阿基米德,它们都是杠杆，有什么共同特点？,一、认识杠杆观察下列工具，思考并讨论其共同特征。,举例,认识杠杆,认识杠杆,思考：现实生活还有哪些杠杆的实例呢？,1、受力的作用2、绕固定点转动3、比较坚硬,一根硬棒，在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒，叫做杠杆。,力,固定点,硬棒,杠杆示意图:,F2阻力,L1动力臂,L2阻力臂,动力作用线,阻力作用线,O支点,杠杆绕着转动的固定点,使杠杆转动的力,阻碍杠杆转动的力,支点到动力作用线的距离,支点到阻力作用线的距离,F1动力,O,杠杆的五要素,支点O：杠杆绕着转动的点,动力：使杠杆转动的力,阻力：
2、阻碍杠杆转动的力,动力臂l：支点到动力作用线的垂直距离,阻力臂l：支点到阻力作用线的垂直距离,力臂的作法,1.找出支点O,2.沿力的方向作出力的作用线,3.从支点向力的作用线作垂线段，并标出符号。,O,l1,F1,l2,F2,1.找支点,2. 作力的作用线,3. 作力臂,力臂的作法（动力及阻力在支点同侧）,F1,F2,L1,L2,F2,F1,L1,L2,O,O,F1,F2,L2,L1,请分别作出F1、F2、F3所对就的动力臂,图11.2.2,如图所示，动力F的力臂是 （ ）AODBOCCOBDDB,力臂的作法（动力及阻力在支点同侧）,杠杆示意图的作法,l1,F1,l2,F2,杠杆,杠杆示意图的
3、作法,l1,F1,l2,F2,2 杠杆是否都是直的？,1 力臂是一定在杠杆上吗？,3 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但 作用方向改变，力臂是否改变？,答：不是,答：杠杆可以是直的，也可以是弯的,答：要改变,常见问题：,3 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但 作用方向改变，力臂是否改变？,答：要改变,O,探究杠杆的平衡条件,物体的平衡状态,杠杆的平衡状态,杠杆的平衡,提问：,什么是杠杆的平衡？,归纳结论：,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。,探究杠杆的平衡条件,猜想:,杠杆的平衡可能与哪些因素有关?,杠杆的平衡条件,物体的平衡条件,只与力的三要素有关
4、,F1,F2,o,探究,杠杆在什么条件下平衡？,探究杠杆的平衡条件,讨论：1.杠杆两端有两只可调节的螺母，能起什么作用?,作用:调节杠杆自身的平衡,2.为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?,原因：便于在杠杆上测量力臂。,探究杠杆的平衡条件,实验步骤：,1.调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。,2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在竖直方向拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。,3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出三组数据。,实验数据表格设计,F1L1,F2L2,杠杆平衡条件：(杠杆原理),探究杠杆的平衡条件,动力动力臂=阻力阻力臂,F1L1=F2L2,二、杠杆
5、的平衡条件： 动力动力臂 阻力阻力臂,F1 L1 F2 L2,把重为4N和12N的物体分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡时,两端的长度之比是.,3 : 1,O,l1=9m,l2=7cm,F1=200N,F2,杠杆的平衡条件应用,例题：,由F1l1F2l2 得：,解：,=2.57104N,=2.57103kg = 2.57t,称质量小的和质量大的物体操作上有什么不同？,思考与讨论2：,杠杆的分类,三类杠杆：,若l1l2，则F1 F2,若l1= l2，则F1 F2,若l1l2，则F1 F2,小结：,判断杠杆的类型，实际就是比较动力臂和阻力臂的大小,，费距离,，不省力不费力,，省距离,F1,F2,动力臂L
6、1,阻力臂L2,由 F1L1=F2L2 L1 L2 F1 F2这是省力杠杆,省力杠杆,h,S=4h,省力，费距离,省力杠杆的特点,举例生活中省力标杆（4种以上）？,杠杆示意图的作法,l1,F1,l2,F2,F1,F2,L1,L2,O,F1,F2,L2,L1,F2,F1,l2,l1,F2,F1,l2,l1,省力杠杆,生活物理社会,生活中的剪刀,思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？ 使用费力杠杆有什么好处？,当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会省距离，很方便。,F2,F1,动力臂L1,阻力臂L2,由 F1L1=F2L2 L1 L2 F1 F2这是费力杠杆,费力杠杆,S=h/4,h,
7、费力，省距离,费力杠杆的特点,举例？如钓鱼杆、筷子等,F2,F1,L1,L2,O,费力杠杆,F2,F1,动力臂L1,阻力臂L2,由 F1L1=F2L2L1 = L2F1 = F2这是等臂杠杆,不省力，也不省距离,等臂杠杆的特点,举例？,杠杆的分类,省力杠杆,费力杠杆,等臂杠杆,特点应用,特点,应用,特点,应用,三.杠杆的应用:,:省力，费距离,:费力，省距离,:不省力，也不省距离,(L1L2),(L1L2),(L1=L2),:铡刀 撬棍 瓶起子 铁钳子 手推车,钓鱼竿 铁锹 剪布的剪刀 镊子 船桨,天平,杠杆的分类,请对下列器具应用的杠杆进行分类：,等臂杠杆,费力杠杆,费力杠杆,省力杠杆,费力
8、杠杆,杠杆的分类,请对下列器具应用的杠杆进行分类：,省力杠杆,费力杠杆,省力杠杆,费力杠杆,省力杠杆,费力杠杆,讨论：如何正确选用这些剪刀？为什么？,小结：,杠杆定义杠杆五要素杠杆平衡条件杠杆应用,最小动力问题,用省力杠杆时，怎么办能更省力？（如撬棍撬石头）由F1L1=F2L2当阻力F2、阻力臂L2一定时，若L1最 时，动力F1最小。,大,请分别作出F1、F2、F3所对就的动力臂,2、下列杠杆中，哪一个与其它三个不属于同类？ （ ）A、正在撬道钉的道钉撬 B、正在拔铁钉的羊角锤C、正在起瓶盖的起子 D、正在掀土的铁锨。,练习：,D,1、人体的前臂可视作（填“省力”或“费力”）杠杆，当曲肘将重物
9、举起时，阻力臂大小将（填“增大”或“减小”）,O,费力,减小,5、钢丝钳是日常生活中常用到的工具，使用钢丝钳时涉及到许多物理知识，请写出三个：(1) 。(2) 。(3) 。,1图中的铡刀、瓶盖起子、手推车、铁锨都属于杠杆，其中费力杠杆是( ),在下列工具中省力的是哪一组（ ）A. 铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉子；B. 镊子、钓鱼杆、剪子；C. 铡刀、天平、钓鱼杆；D. 镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼杆。,练习一,A,B,C,D,图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（ ）A. F=G；B. F G；C. F G；D. 无法比较。,练习三,提示,A,B,C,D,图中的
10、等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（ ）A. F=G；B. F G；C. F G；D. 无法比较。,练习三,A,B,C,D,先画出臂，再进行判断,小资料,人体内的杠杆,“给我一个立足点，我就能移动地球。”这是希腊科学家阿基米德的一句名言。实际上，用杠杆移动地球是不可能的。但是这反映了阿基米镕发现杠杆规律后的兴奋心情。 几乎每一台机器中都少不了江杆，就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用，了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识，还能学会许多生理知识。,小资料,人体内的杠杆,点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(见图
11、)，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头，从图里可以看出来低头比仰头要省力。,小资料,人体内的杠杆,当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要化费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以赢得速度。,F2,F1,L1,L2,O,小资料,人体内的杠杆,当你把脚尖翘起来的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这是一个省力杠杆(如图)，肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。,小资料,人体内的杠杆,如果你弯一下腰，肌肉就要
12、付出接近1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆（如图)。 所以在弯腰提起立物时，正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些。以避免肌肉被拉伤。,杠杆示意图的作法,F1,O,O,F1,F2,F2,l1,l2,l2,l1,例: 如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（ ） A大小不变 B由小变大 C先变大后变小 D先变小后变大,G,例: 如图所示杠杆，在A端施一个始终与杠杆垂直的力F，当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时，F大小的变化情况是（ ） A大小不变 B由小变大 C先变大后变小 D先变小后变大,
