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1、四、杠杆四、杠杆阿基米德的豪言壮语：“给我一个支点，我给我一个支点，我可以撬起地球可以撬起地球”。自学提示：自学课本P76-77，解决下列问题。1.结合课本插图结合课本插图12.1-1，抽象出杠杆概念。，抽象出杠杆概念。关键词：关键词：硬棒硬棒 固定点固定点2.结合课本插图结合课本插图12.1-1，认识杠杆的有关名词。，认识杠杆的有关名词。关键词：关键词：支支 点点:O O 动动 力力:F F1 1 阻阻 力：力：F F2 2 动力臂：动力臂：L L1 1 阻力臂：阻力臂：L L2 2杠杆的概念：定义：定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠
2、杆。定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。说明：说明：杠杆可以是杠杆可以是直直的，也可以是的，也可以是弯曲弯曲的，也可以是的，也可以是任意形状任意形状的。的。硬棒应理解为硬棒应理解为“不易形变不易形变的的”判断一根硬棒是否能够成为杠杆，判断一根硬棒是否能够成为杠杆，关键看关键看它能否在力的作用下围绕固定点转它能否在力的作用下围绕固定点转动动。认识杠杆的几个名词：支点：杠杆绕着转动的点，一般用支点：杠杆绕着转动的点，一般用O O表示。表示。动力：使杠杆转动的力，一般用动力：使杠杆转动的力，一般用F F1 1表示。表示。阻力：阻碍杠杆转动的力，一般用阻力：阻碍杠杆转动的力，一般用F F2 2表示。表示。动
3、力臂：动力臂：从从支点支点到到动力作用线动力作用线的距离。一的距离。一 般用般用L L1 1表示。表示。阻力臂：阻力臂：从从支点支点到到阻力作用线阻力作用线的距离。一的距离。一 般用般用L L2 2表示。表示。力臂可以简记为力臂可以简记为:点点到到线线的距离。的距离。力臂画法：知识准备1.力的作用线：过力的作用点，沿力的方向力的作用线：过力的作用点，沿力的方向所画的一条直线。所画的一条直线。（根据需要，可正向延根据需要，可正向延长，也可反向延长。不过，延长线要用长，也可反向延长。不过，延长线要用虚虚线。线。）1.1.动力作用线：过动力作用点沿动力方向所动力作用线：过动力作用点沿动力方向所画的一
4、条直线。画的一条直线。2.2.阻力作用线：过阻力作用点沿阻力方向所阻力作用线：过阻力作用点沿阻力方向所画的一条直线。画的一条直线。力臂画法：知识准备3.力臂常见的三种表示方法：力臂常见的三种表示方法：F1F2L1L2O力臂的画法力臂的画法力臂：支点到力的作用线力臂：支点到力的作用线的垂直距离。的垂直距离。F1F2画力臂画力臂AOBL1L2力臂画法：力臂画法步骤小结：确定支点；确定支点；确定力的作用线；确定力的作用线；从支从支点点向力的作用向力的作用线线作垂线；作垂线；括住括住力臂力臂,标力臂标力臂动力臂标动力臂标L L1 1，阻力臂标，阻力臂标L L2 2。力臂画法：学生板演请画出活塞式抽水机
5、手柄的动力臂和阻力臂。请画出活塞式抽水机手柄的动力臂和阻力臂。其他收获其他收获我还想知道我还想知道作用在杠杆上的作用在杠杆上的2 2个力的个力的方向有什么规律？方向有什么规律？动力和阻力的作用效果动力和阻力的作用效果是什么？是什么？知识点二：杠杆的平衡条件杠杆平衡的含义：杠杆平衡的含义：在力的作用下，如果杠杆处在力的作用下，如果杠杆处于静止状态或绕着支点做匀速转动时，我们就可于静止状态或绕着支点做匀速转动时，我们就可以认为杠杆平衡了。一般情况下，我们从静止状以认为杠杆平衡了。一般情况下，我们从静止状态去分析杠杆的平衡。态去分析杠杆的平衡。自学探究杠杆的平衡条件实验自学探究杠杆的平衡条件实验,并
6、思考如下问题：并思考如下问题：实验时，为什么要调节杠杆水平位置平衡？实验时，为什么要调节杠杆水平位置平衡？如何调节杠杆两端的平衡螺母，使其达到水平如何调节杠杆两端的平衡螺母，使其达到水平位置平衡？位置平衡？当杠杆不挂钩码调平衡后，挂上钩码若杠杆不当杠杆不挂钩码调平衡后，挂上钩码若杠杆不平衡，能用杠杆两端的平衡螺母调节么？平衡，能用杠杆两端的平衡螺母调节么？知识点二：杠杆的平衡条件实验时，为什么要调节杠杆水平位置平实验时，为什么要调节杠杆水平位置平衡？衡？如何调节杠杆两端的平衡螺母，使其达如何调节杠杆两端的平衡螺母，使其达到水平位置平衡？到水平位置平衡？当杠杆不挂钩码调平衡后，挂上钩码若当杠杆不
7、挂钩码调平衡后，挂上钩码若杠杆不平衡，能用杠杆两端的平衡螺母调杠杆不平衡，能用杠杆两端的平衡螺母调节么？节么？可以直接从杠杆上读出力臂大小可以直接从杠杆上读出力臂大小杠杆的重力对平衡不产生影响。（杠杆的杠杆的重力对平衡不产生影响。（杠杆的重心落在支点上。）重心落在支点上。）实验注意事项：实验注意事项：1、在实验前要通过调节杠杆两端的平衡、在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。螺母，使杠杆水平平衡。2、挂钩码后，不能再动平衡螺母。、挂钩码后，不能再动平衡螺母。3、读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡、读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以便直接读出力臂的长度。状态，以便直接读出力臂
8、的长度。实验实验次数次数动力动力F1/N动力臂动力臂l1/cm动力动力 动力臂动力臂阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/cm阻力阻力 阻阻力臂力臂123数据记录表格数据记录表格；知识点二：杠杆的平衡条件进行试验，收集数据；进行试验，收集数据；分析数据，得出结论；分析数据，得出结论；动力动力动力臂阻力动力臂阻力阻力臂阻力臂说明：说明：公式中单位必须统一。即，动力和阻力公式中单位必须统一。即，动力和阻力的单位要统一；动力臂和阻力臂的单位要统一的单位要统一；动力臂和阻力臂的单位要统一（但不一定要用国际单位）。（但不一定要用国际单位）。已知其中三个量，可以求解第四个量。已知其中三个量，可以求解第四个量。
9、杠杆平衡时，力和力臂的大小成反比。即力臂越杠杆平衡时，力和力臂的大小成反比。即力臂越长，力就越小。长，力就越小。从杠杆的平衡条件可以看出，影响杠杆平衡的不从杠杆的平衡条件可以看出，影响杠杆平衡的不只是力，也不只是力臂，而是力和力臂的乘积。只是力，也不只是力臂，而是力和力臂的乘积。力再大，力臂若为零，则对杠杆的平衡不起任何力再大，力臂若为零，则对杠杆的平衡不起任何影响。影响。应用之一：用于计算：小红所在的科技小组利用所学小红所在的科技小组利用所学知识自制一杆秤（自重不计），如图所示，知识自制一杆秤（自重不计），如图所示，已知已知OA=0.8cm,OB=5.6cm,秤砣的质量秤砣的质量m0为为1K
10、g，根据图示估算杆秤最大测量值为，根据图示估算杆秤最大测量值为 Kg;若要增大该杆秤的测量范围，可采用的若要增大该杆秤的测量范围，可采用的方法方法 （写一种方法）；（写一种方法）；拓展之一：杆秤图示为杆秤的示意图，图示为杆秤的示意图，A A、B B是两个提纽，如是两个提纽，如果将提纽果将提纽A A用一段粗铁丝替换，使用提用一段粗铁丝替换，使用提 纽纽 称物体质量将不准确，用它称物体的质量将称物体质量将不准确，用它称物体的质量将比物体的实际质量比物体的实际质量 。如果不慎将秤。如果不慎将秤砣碰掉一块，再用它称质量时，杆秤的读数砣碰掉一块，再用它称质量时，杆秤的读数将比实际值将比实际值 。拓展之二
11、：不等臂天平测物体质量 m物物gOAm1gOB OA/OBm1/m物物 m2gOA m物物gOB OA/OB m物物/m2 m1/m物物 m物物/m2 m物物 2 m1 m2例、若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方例、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？什么时候力最小？向改变，力臂是否改变？什么时候力最小？答：要改变答：要改变F1OL1L2F2F3力臂最长时力最小。力臂最长时力最小。L3画最小的力画最小的力步骤：步骤：1、确定支点和力的作用点。、确定支点和力的作用点。2、连接、连接支点和力的作用点就是最支点和力的作用点就是最长的力臂长的力臂。3、根据、根据杠杆平衡
12、条件杠杆平衡条件，在力的作，在力的作用点做与力臂垂直的线段就是最小用点做与力臂垂直的线段就是最小的力。的力。自行车：“动手动脑学物理”提示:1.1.自行车的脚踏板在水平位置时自行车的脚踏板在水平位置时,动力臂最大动力臂最大,这是这是用力效果最好。用力效果最好。2.2.要用较大的力才能剪开硬的物体，这说明阻力较要用较大的力才能剪开硬的物体，这说明阻力较大。要用图中中间的这种动力臂较长，阻力臂较大。要用图中中间的这种动力臂较长，阻力臂较短的剪刀；用较小的力就能剪开纸或布之类软的短的剪刀；用较小的力就能剪开纸或布之类软的物体，这说明阻力较小，同时为了加快剪切速度，物体，这说明阻力较小，同时为了加快剪
13、切速度，刀口要长，可使用图中左边的这两种动力臂较短，刀口要长，可使用图中左边的这两种动力臂较短，阻力臂较长的剪刀；修剪树枝时，一方面树枝较阻力臂较长的剪刀；修剪树枝时，一方面树枝较硬，这就要求剪刀的动力臂要长，阻力臂硬，这就要求剪刀的动力臂要长，阻力臂“动手动脑学物理”提示:要短。另一方面，为了加快修剪速度，剪要短。另一方面，为了加快修剪速度，剪切整齐，要求剪刀刀口较长，这就要用图切整齐，要求剪刀刀口较长，这就要用图右边这种动力臂较长，阻力臂较短，同时右边这种动力臂较长，阻力臂较短，同时刀口较长的剪刀。刀口较长的剪刀。3.3.如图：如图：“动手动脑学物理”提示:4.指甲剪上有三个杠杆，手把部分
14、指甲剪上有三个杠杆，手把部分ABC是省力杠是省力杠杆，刀口部分杆，刀口部分OBD和和OED是两个费力杠杆。是两个费力杠杆。思考：人的手臂是哪种类型的杠杆？反馈：画出下列各力的力臂，并指明属于哪种类型的杠杆？【即学即练1】1.1.如图如图2 2所示，所示，O O为杠杆的支点，为杠杆的支点，OAOBOAOB2323。物块甲和乙分别挂在杠杆物块甲和乙分别挂在杠杆A A、B B两端，杠杆平两端，杠杆平衡。已知物块甲、乙的体积之比是衡。已知物块甲、乙的体积之比是2121，物，物块甲的密度块甲的密度甲甲6106103 3Kg/mKg/m3 3，则物块乙的密，则物块乙的密度度乙乙 Kg/mKg/m3 3。【
15、即学即练2】2.2.如图如图6 6所示，轻质杠杆所示，轻质杠杆OAOA中点悬挂一重中点悬挂一重 60N60N的物体，在的物体，在A A端施加一竖直向上的力端施加一竖直向上的力 ，杠杆在水平位置平衡，则，杠杆在水平位置平衡，则F F N N；保；保持持F F的方向不变，将杠杆从的方向不变，将杠杆从A A位置匀速提到位置匀速提到B B位置的过程中，力位置的过程中，力F F将将 （填（填“变大变大”或或“不变不变”“”“变小变小”）。）。【即学即练3】3.如图如图7所示，所示，O为杠杆的支点，杠杆在重为杠杆的支点，杠杆在重物物G和力和力F1的作用下处于水平位置关系并且的作用下处于水平位置关系并且平衡
16、。如果用力平衡。如果用力F2代替力代替力F1使杠杆仍在图中使杠杆仍在图中位置保持平衡，下面关系中正确的是（位置保持平衡，下面关系中正确的是（）A.F1F2 B.F1F2 C.F1F2 D.F1F2G【即学即练5】7.7.如图如图1717所示，同一水平桌面上放有长方体所示，同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个，现想探究木块和铁块的木块和铁块各一个，现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验证你的猜想。写出实验步骤，现象和结论。证你的猜想。写出实验步骤，现象和结论。
17、实验步骤：实验步骤：实验现象：实验现象：根据现象得出的结论：根据现象得出的结论：摩擦力实验题摩擦力实验题【即学即练6】6.某同学用如图某同学用如图16所示的装置验证杠所示的装置验证杠杆的平衡条件。调节左边钩码的个数杆的平衡条件。调节左边钩码的个数和悬挂位置，使杠杆水平位置平衡时，和悬挂位置，使杠杆水平位置平衡时，读出弹簧秤的示数读出弹簧秤的示数F12.61N，钩码对，钩码对杠杆的拉力杠杆的拉力F21.96N；测得支点；测得支点O到到这两个力作用点的距离这两个力作用点的距离OA25cm，OB20cm。他将所得数值直接代入。他将所得数值直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现杠杆平衡条件的公式中，发现F
18、1OA和和F2OB并不相等。从而认为杠杆的平衡并不相等。从而认为杠杆的平衡条件不一定是条件不一定是F1L1F2L2。这个同学。这个同学的失误在什么地方？的失误在什么地方？【即学即练7】在第四节的在第四节的“科学世界科学世界”中介绍了杭州动中介绍了杭州动物园上演的现代版曹冲称象的事情。在周物园上演的现代版曹冲称象的事情。在周老师老师“称称”象的过程中，他动用了吊车、象的过程中，他动用了吊车、重重0.6t的铁笼和的铁笼和10米长的槽钢作为辅助工具。米长的槽钢作为辅助工具。若不计槽钢重，吊车的吊钩固定处系弹簧若不计槽钢重，吊车的吊钩固定处系弹簧测力计一端的距离为测力计一端的距离为9m，距系铁笼子处的，距系铁笼子处的距离为距离为6cm，当槽钢处于水平状态时，弹，当槽钢处于水平状态时，弹簧测力计的示数为簧测力计的示数为200N。试估算大象的质。试估算大象的质量。量。