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11.1 杠杆

发布时间:2014-02-11 11:00:04  

祝同学们在新的学期中身体健康, 学业有成!

常熟市一中初三物理备课组

“给我一个支点,我可以撬动 整个地球。”
——阿基米德

杠杆第一课时

假如想把挡道的一块大石头移动 一下位置,你有什么好方法呢?

一、杠杆
1.物理学中,将一根在力的作用下可绕一 固定点转动的硬棒(直棒或曲棒),叫做 杠杆。
O

想一想:生活中还有哪些是杠杆?

羊角锤起钉子

钳 子 订书机

钓 鱼 杆

筷子

扫 帚

船 桨

2.关于杠杆的几个名词

l2 O l1
F2

F1

杠杆“五要素”
支 动 点(o):杠杆绕着转动的点。 力(F1):促使杠杆转动的力。



力(F2):阻碍杠杆转动的力。

动力臂(l1):从支点到动力作用线的距离。 阻力臂(l2):从支点到阻力作用线的距离。
(力的作用线:过力的作用点,沿力的方向的直线)

3.画力臂

L1

O
F2

画杠杆力臂的方法:
一找支点 二画线(力的作用线)三定距离(力臂的长)

F1

F3

力臂是从支点到力的作用线的距离。

(1)找支点; (2)画出力的作用线; (3)从支点到作力作用 线的垂线。

l1 l2

F2

O

F1

画出各力和力臂

L1

O L2
F2

F1

如图所示,动力F的力臂是
A.OD B.OC


C.OB


D.DB

图11.2.2

想一想

画出图中杠杆各力的力臂
F1

L1 O L2 F2

O F2

L1
F1

L2

杠杆示意图的作法
F1

l1

F2

l2



力臂的作法(动力及阻力在支点同侧)
O
l2 l1

F2

F1

1.找支点

2. 作力的作用线

3. 作力臂

杠杆第二课时

课前复习
在图中画出各力的力臂.

二、探究杠杆的平衡条件
杠杆的平衡状态 保持静止 保持匀速转动

探究杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件

猜想: 杠杆的平衡可能与哪些因素有关?

实验设计 器材: 杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台 测量的物理量: 力 力臂

讨论: A、B两图中的杠杆 处于静止状态,实验时采 用哪幅图?为什么? 实验时,使杠杆在水平 位置平衡,便于在杠杆上 直接读出力臂的大小。

A

B

讨论:在实验前,是否也要调节杠杆在水平位 置平衡?为什么?

实验前,支点放在均匀杠杆中间是 为了避免杠杆自身的重力对杠杆平衡 的影响。

探究杠杆的平衡条件
实验步骤: 1.调节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。

探究杠杆的平衡条件
实验 次数

F1+ ×L 1 F2+ ×L 2 L F F1/N L1/格 F2/N L2/格 F 1 1 2 L2
(N· 格)

(N· 格)

1

2

4

4

2

28 +4
3+2 6

48 +2
2+3 6

2
3

3
4

2
1

2
2

3
2

4+1 4

2+2 4

杠杆平衡条件: 动力×动力臂=阻力×阻力臂

(杠杆原理)

F1L1=F2L2

1、有一根杠

杆,动力为1000N,阻力为 3000N,动力臂为1.5m,求:它的阻力 臂为多少?



:根据杠杆的平衡条件: F1L1=F2L2 L2=F1L1 / F2 =(1000N X 1.5m) / 3000N =0.5m 答 :它的阻力臂为0.5m.

杠杆的平衡条件应用 例题:
F1=200N

l1=9m O

l2=7cm

F2

解:由F1l1=F2l2 得:
l2 0.07m =2.57×104N F2 2.57×104N 3kg = 2.57t m = g = =2.57 × 10 10N·kg—1

F2 =

F 1 l1

=

200N×9m

课堂小结
在“研究杠杆的平衡条件”实验中: ①实验前要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平 ____位置 平衡,这样做是 为了从杠杆上方便地读(出或测量出)力臂 ______________________________. 若发现杠杆左端低、右端高,这 时应将两端的螺母都向 右 __移. ②杠杆的支点通过杠杆的重心,这样做的目的是 使重力作用线通过支点,力臂为 0 ,不影响杠杆平衡条件 ________________________________________________ 。 ③实验中,我们是根据测得的数据,通过计算 动力×动力臂和阻力×阻力臂 才归纳出杠杆的平衡条件 ___________________________ 是_________________________________________ 。 动力 ×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2 )

杠杆第三课时

复习
在“研究杠杆的平衡条件”实验中: ①实验前要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平 ____位置 平衡,这样做是 为了从杠杆上方便地读(出或测量出)力臂 ______________________________. 若发现杠杆左端低、右端高,这 时应将两端的螺母都向 右 __移. ②杠杆的支点通过杠杆的重心,这样做的目的是 使重力作用线通过支点,力臂为 0 ,不影响杠杆平衡条件 ________________________________________________ 。 ③实验中,我们是根据测得的数据,通过计算 动力×动力臂和阻力×阻力臂 才归纳出杠杆的平衡条件 ___________________________ 是_________________________________________ 。 动力 ×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2 )

三、杠杆的分类 杠杆平衡条件: F1l1=F2l2

三类杠杆:

F1 = F2

l2 l1

若l1>l2,则F1 < F2 若l1= l2,则F1 = F2 若l1<l2,则F1 > F2

省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆

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

四.杠杆的应用:
特点 :省力,费距离

省力杠杆 杠 杆 的 分 类 费力杠杆 等臂杠杆

应用 特点 :费力,省距离

应用
特点 :不省力,也不省距离 应用

省力杠杆
由 F1L1=F2L2

F1
动力臂L1

O
阻力臂L2

∵L1 〉L2 ∴F1〈 F2 这是省力杠杆

F2

省力杠杆的特点
A’
O

B’

F1

A h

S=4h F1 B

F2 F2
省力,费距离

举例生活中省力标杆(4种以上)?

省力杠杆

费力杠杆
F2 O F1
由 F1L1=F2L2 ∵L1 〈 L2 ∴F1 〉 F2 这是费力杠杆

费力杠杆的特点
F1
O

B’ S=h/4
F2 h B F2

F1 A

A’

费力,省距离

举例?如钓鱼杆、筷子等

费力杠杆

等臂杠

杆的特点
由 F1L1=F2L2

O
动力臂L1

∵L1

= L2

∴F1

= F2

F1

F2 不省力,也不省距离

这是等臂杠杆

举例?

练习
1、判断正误:
(2)力臂一定在杠杆上; (3)动力臂加上阻力臂长度一定等于杠杆长。 (1)动力臂是指支点到动力作用点的距离;

×

×

×

2、两个小孩在跷跷板上恰好水平平

衡,此时( D )
A.两个小孩的质量相同; B.两个小孩到支点的距离一定相等;

C.两个小孩重力一定相等;
D.两个小孩的重力和这两个小孩各自

到支点的距离的乘积相等。

3、作用在杠杆上的阻力和动力之比 是4:1,则要使杠杆平衡,动力 臂和阻力臂之比是( A )

A. 4:1
C. 1:1

B. 1:4
D. 不能确定


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