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1、第十章机械与人第十章机械与人 第一节第一节 第第1 1课时课时 认识杠杆认识杠杆做一做：做一做：做一做：做一做：模拟使用自带的工具模拟使用自带的工具模拟使用自带的工具模拟使用自带的工具看一看：看一看：看一看：看一看：图片中的工具，思考并讨论它们图片中的工具，思考并讨论它们图片中的工具，思考并讨论它们图片中的工具，思考并讨论它们工作时的工作时的共同共同特征特征活动活动1 1 观察体验观察体验F F2 2 阻力阻力O 支点支点F F1 1 动力动力杠杆：在杠杆：在力的作力的作用下，能绕某用下，能绕某一固定点一固定点转动的硬棒转动的硬棒。阻阻力力支点支点动动力力使使杠杠杆杆转转动动的的力力阻阻碍碍杠
2、杠杆杆转转动动的的力力杠杆杠杆：在：在力力的作用下，能绕某一的作用下，能绕某一固定点固定点转动的转动的硬棒硬棒。硬棒硬棒共同特征共同特征力力固定点固定点杠杆的五要素杠杆的五要素:F F2 2阻力阻力1 1动力臂动力臂2 2阻力臂阻力臂动力作用线动力作用线阻力作用线阻力作用线O 支点支点支点到动支点到动力作用线力作用线的距离的距离支点到阻支点到阻力作用线力作用线的距离的距离F F1 1动力动力支点支点支点支点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活动活动2 2 找一找找一找请你找出下图中各杠杆的请你找出下图中各杠杆的“支点支点”、“动力动力”和和“阻力阻
3、力”【方法归纳】【方法归纳】画力臂的方法画力臂的方法借助撬棒借助撬棒D D和石块和石块2 2沿着沿着F F1 1方向把大石块方向把大石块1 1翘起来翘起来.画出力画出力F F1 1的力臂的力臂l l1 1.1 1画力臂的方法画力臂的方法一找点（找准一找点（找准支点支点）二画线（画二画线（画出力的作用线出力的作用线）三作垂线段（从三作垂线段（从支点支点到到力的作用线力的作用线作垂线段）作垂线段）四把符号标旁边（标垂足四把符号标旁边（标垂足直角符号，直角符号，标力臂标力臂支点到垂足的距离，用支点到垂足的距离，用 1表示动力臂，表示动力臂，2表示阻力臂。）表示阻力臂。）2.2.手机自拍已成为一种时尚
4、。如图乙所示手机自拍已成为一种时尚。如图乙所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个杠杆，请在图乙中图，将自拍杆看作一个杠杆，请在图乙中画出力画出力F F1 1和和F F2 2的力臂的力臂l l1 1和和l l2 2。2 21 1【学学以以致致用用】3.3.如图是一种活塞式抽水机示意图，请在如图是一种活塞式抽水机示意图，请在图中画出手柄所受动力图中画出手柄所受动力F F1 1的力臂的力臂l l1 1.【学学以以致致用用】1 1一、认识杠杆一、认识杠杆 1.1.定义：定义：。2.2.杠杆的五要素：杠杆的五要素：（1 1）支点：）支点：，用字母
5、用字母 表示。表示。（2 2）动力：）动力：，用字母用字母 表示。表示。（3 3）阻）阻力：力：，用字母用字母 表示。表示。（4 4）动力臂）动力臂 ，用字母用字母 表示。表示。（5 5）阻力臂：）阻力臂：，用字母用字母 表示。表示。3.3.力臂的画法力臂的画法 自主测评自主测评 1.图中关于图中关于F力臂的作图，正确的是力臂的作图，正确的是 （）L1F1F1OAF1L1DL1CF1OL1BC2.关于杠杆的说法中，正确的是（关于杠杆的说法中，正确的是（）A.杠杆一定是直的杠杆一定是直的B.从支点到力的作用点之间的距离叫作力臂从支点到力的作用点之间的距离叫作力臂C.杠杆的长度总等于动力臂和阻力臂
6、之和杠杆的长度总等于动力臂和阻力臂之和D.支点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的中间某点支点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的中间某点D3 3如图所示为一个电热水壶的简易图，当力如图所示为一个电热水壶的简易图，当力F F作用在作用在壶盖上时，可将壶盖打开请在图中画出壶盖上时，可将壶盖打开请在图中画出F F的力臂的力臂l l.4 4.如图所示，用杠杆提起重物如图所示，用杠杆提起重物O O是杠杆的支点，请是杠杆的支点，请画出拉力画出拉力F F的力臂和重物重力的示意图的力臂和重物重力的示意图5 5如图如图O O为支点，请画出路灯所受重力为支点，请画出路灯所受重力G G的示意图及的示意图及其力臂其力臂.6
7、.6.下图中的吊车属于杠杆，试画出它的动力臂下图中的吊车属于杠杆，试画出它的动力臂l l1 1、阻、阻力力F F2 2和阻力臂和阻力臂l l2 2 2.2.塑料尺在水平位置平衡由哪些因素决定？塑料尺在水平位置平衡由哪些因素决定？提问：提问：1.1.什么是杠杆的平衡？什么是杠杆的平衡？杠杆的平衡杠杆的平衡 1.1.杠杆受到的作用力杠杆受到的作用力 2.2.力臂力臂影影响响因因素素一、认识杠杆一、认识杠杆 1.1.定义：定义：。2.2.杠杆的五要素：杠杆的五要素：（1 1）支点：）支点：，用字母用字母 表示。表示。（2 2）动力：）动力：，用字母用字母 表示。表示。（3 3）阻）阻力：力：，用字母
8、用字母 表示。表示。（4 4）动力臂）动力臂 ，用字母用字母 表示。表示。（5 5）阻力臂：）阻力臂：，用字母用字母 表示。表示。3.3.力臂的画法力臂的画法活动活动2 2 探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件1.1.提出问题提出问题提出问题提出问题杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？存在着怎样的关系？假设假设1 1：F F1 1+1 1=F=F2 2+2 2假设假设2 2：F F1 1 1 1=F=F2 2 2 2假设假设3 3：假设假设4 4：F F1 1 1 1=F=F2 2 2 22.2.猜想与假设猜想与假设活动活动2
9、2 探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件3.3.制定计划与设计实验制定计划与设计实验制定计划与设计实验制定计划与设计实验（1 1）实验器材：带刻度的杠杆和支架、钩码）实验器材：带刻度的杠杆和支架、钩码.实验时，分别改变支点两边悬挂钩码的个数和实验时，分别改变支点两边悬挂钩码的个数和悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、悬挂位置，探究杠杆平衡时动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的关系。阻力臂之间的关系。（2 2）设计实验：）设计实验：检查器材检查器材;调节杠杆在水平位置平衡调节杠杆在水平位置平衡;杠杆两边挂不同数量钩码，杠杆平衡后测出动力、杠杆两边挂不同数量钩码，杠杆平衡后测出动力、阻力、动力
10、臂、阻力臂阻力、动力臂、阻力臂;改变钩码数量和位置，杠杆平衡后再次测出动力、改变钩码数量和位置，杠杆平衡后再次测出动力、阻力、动力臂、阻力臂阻力、动力臂、阻力臂;整理器材整理器材.（1 1）实验步骤）实验步骤:4.4.进行实验与收集证据进行实验与收集证据4.4.进行实验与收集证据进行实验与收集证据进行实验与收集证据进行实验与收集证据实验实验次数次数左边右边动力F1/N距离L1/cm阻力F2/N距离L2/cm123F F1 1 1 1 F F2 2 2 2 动力动力动力动力 左边距离左边距离左边距离左边距离 阻力阻力阻力阻力 右边距离右边距离右边距离右边距离5.5.分析与论证分析与论证分析与论证
11、分析与论证 杠杆水平平衡的条件是：杠杆水平平衡的条件是：支支点点到到力力的的作作用用点点的的距距离离L1F1L2F2动力动力臂=阻力阻力臂F F1 11 1=F=F2 22 2公式形式：公式形式：公式形式：公式形式：杠杆的平衡条件这是阿基米德发现的杠杆原理。(1)(1)上述结论，你认为合理吗上述结论，你认为合理吗?请说明理由请说明理由?合理；合理；经过多次实验，各小组结论一样经过多次实验，各小组结论一样(2)(2)你是如何调节杠杆平衡的？你是如何调节杠杆平衡的？“左高左调、右高右调左高左调、右高右调”(3)(3)为什么要使杠杆在水平位置平衡呢？为什么要使杠杆在水平位置平衡呢？便于直接从杠杆上读
12、出力臂；消除杠杆自重对实验便于直接从杠杆上读出力臂；消除杠杆自重对实验的影响的影响.6.6.评估交流评估交流一、杠杆一、杠杆 1.1.定义：定义：。2.2.杠杆的五要素：杠杆的五要素：（1 1）支点：）支点：，用字母用字母 表示。表示。（2 2）动力：）动力：，用字母用字母 表示。表示。（3 3）阻）阻力：力：，用字母用字母 表示。表示。（4 4）动力臂）动力臂 ，用字母用字母 表示。表示。（5 5）阻力臂：）阻力臂：，用字母用字母 表示。表示。二、杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件 1.1.文字描述：文字描述：。2.2.公式形式：公式形式：。自主测评自主测评 1.图中关于图中关于F力臂的作图，
13、正确的是力臂的作图，正确的是 （）L1F1F1OAF1L1DL1CF1OL1BC 2.如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（是（）A.左右钩码各向支点移一格左右钩码各向支点移一格 B.左右各减少一个钩码左右各减少一个钩码 C.左右各减少一半钩码左右各减少一半钩码 D.左右各增加两个钩码左右各增加两个钩码 C3.3.杠杆的平衡条件是杠杆的平衡条件是_._.4.4.如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，在支点如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，在支点左侧左侧3
14、0 cm30 cm刻度处挂刻度处挂2 2个钩码，每个钩码重个钩码，每个钩码重0.5 N0.5 N，现，现欲用弹簧测力计沿竖直向上的力拉杠杆，使其在水平欲用弹簧测力计沿竖直向上的力拉杠杆，使其在水平位置平衡，则拉力的作用点应在杠杆支点位置平衡，则拉力的作用点应在杠杆支点_(_(填填“右侧右侧”或或“左侧左侧”)，若该点距杠杆支点，若该点距杠杆支点10 cm10 cm，此，此时弹簧测力计示数为时弹簧测力计示数为_N._N.动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂左侧左侧3 35 5下图中的铡刀属于杠杆，试画出它的动力臂和阻下图中的铡刀属于杠杆，试画出它的动力臂和阻力臂力臂6.6.手机自拍已成为一
15、种时尚。如图乙所示是使用自拍手机自拍已成为一种时尚。如图乙所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个杠杆，请在图乙中画出力杠杆，请在图乙中画出力F F1 1和和F F2 2的力臂的力臂l l1 1和和l l2 2。7.7.如图所示的杠杆，左边挂有两个各重如图所示的杠杆，左边挂有两个各重10N10N的相同钩的相同钩码，在一个大小为码，在一个大小为40N40N，方向竖直向下的力作用下，方向竖直向下的力作用下，杠杆处于平衡状态，试在图中恰当的位置画出这个力杠杆处于平衡状态，试在图中恰当的位置画出这个力的示意图的示意图F1F2L1L2O
16、O力臂的作法力臂的作法一一一一找点找点找点找点（找准（找准（找准（找准支点支点支点支点）二二二二画线画线画线画线（画出（画出（画出（画出力的作用线力的作用线力的作用线力的作用线）三三三三作垂线段作垂线段作垂线段作垂线段（从（从（从（从支点支点支点支点到到到到力的作用线力的作用线力的作用线力的作用线作垂线）作垂线）作垂线）作垂线）四四四四把符号写旁边把符号写旁边把符号写旁边把符号写旁边（力臂力臂力臂力臂符号）符号）符号）符号）请以压水井请以压水井请以压水井请以压水井手柄为例手柄为例手柄为例手柄为例找出杠杆的找出杠杆的找出杠杆的找出杠杆的五要素五要素五要素五要素练一练练一练1：画出下图杠杆的支点、
17、画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂动力、阻力、动力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O O练一练练一练2：画出它们的支点、动力、画出它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂阻力、动力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2OO F F2 2F F1 1L L1 1L L2 2动力动力臂=阻力阻力臂F F1 1LL1 1=F=F2 2LL2 2公式形式：公式形式：公式形式：公式形式：杠杆的平衡条件（杠杆原理）杠杆要平衡，杠杆要平衡，力乘力臂等。力乘力臂等。大力大力力臂小，力臂小，小力小力力臂大。力臂大。杠杆平衡条件杠杆平衡条件：杠杆平衡时杠杆平
18、衡时F F1 1l1 1F F2 2l2 2 F F1 1F F2 2=l2 2l1 1三类杠杆：三类杠杆：若若l1 1l2 2，则，则F F1 1 F F2 2若若l1 1=l2 2，则，则F F1 1 F F2 2若若l1 1l2 2，则，则F F1 1 F F2 2省力杠杆省力杠杆等臂杠杆等臂杠杆费力杠杆费力杠杆小结：小结：判断杠杆的类型，实际就是比较判断杠杆的类型，实际就是比较动力动力臂和阻力臂臂和阻力臂的大小的大小活动活动1：请结合杠杆平衡条件，分析请结合杠杆平衡条件，分析请结合杠杆平衡条件，分析请结合杠杆平衡条件，分析l l1 1l l2 2，l l1 1l l2 2，l l1 1
19、l l2 2时，时，时，时，动力动力动力动力F F1 1和和和和阻力阻力阻力阻力F F2 2的大小关系，并据此对杠杆进行分类。的大小关系，并据此对杠杆进行分类。的大小关系，并据此对杠杆进行分类。的大小关系，并据此对杠杆进行分类。省省力力杠杠杆杆F1F2L2L1 F1 L1=F2 L2，又又 L1 L2 F1 阻力臂阻力臂）F2F1L1L2OOh2h1省力杠杆的特点是：省力杠杆的特点是：OOh1 h2省力费距离省力费距离省省力力杠杠杆杆的的应用用：费力杠杆（费力杠杆（动力臂动力臂LL2 2F F1 1FF2 2(动力动力 阻力阻力)省力费距离省距离费力既不省力也不省距离L L1 1LFF2 2(
20、动力动力 阻力阻力)L L1 1=L=L2 2F F1 1=F=F2 2(动力动力=阻力阻力)OF2F1人体中的杠杆人体中的杠杆人体中的杠杆人体中的杠杆课堂练习课堂练习1、两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡，则（）A.这两个力的大小必须相等 B.这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小D课堂练习课堂练习2、要使杠杆AOB平衡，在图中画出作用在A点的最小的力F的方向：GABF支点支点支点支点O一一一一找点找点找点找点（找离（找离（找离（找离支点支点支点支点OO最远的点最远的点最远的点最远的点A A）二二二二画线画线画线画线（画出（画出（画出（画出OAOA连线连线连线连线）三三三三作垂线段作垂线段作垂线段作垂线段（从（从（从（从A A点按合理方向作点按合理方向作点按合理方向作点按合理方向作OAOA垂线垂线垂线垂线）四四四四把符号写旁边把符号写旁边把符号写旁边把符号写旁边（力力力力F F符号）符号）符号）符号）