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初中物理12.1 杠杆多媒体教学课件ppt
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这是一份初中物理12.1 杠杆多媒体教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了汲水的桔槔，画出各力和力臂，杠杆结构，支点O，动力臂Ｌ１，阻力臂Ｌ２，画力臂的步骤，画出图中各力的力臂，省力杠杆的特点，S4h等内容，欢迎下载使用。
学习目标：l 知道什么是杠杆及杠杆五要素；l 会画杠杆的力臂；l 理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费 力杠杆。
要点一、杠杆 就是杠杆。杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。
一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒
各种工具的动力点、阻力点及支点
要点诠释： 1、杠杆的五要素支点O： 、动力F1： 、阻力F2： 、动力臂L1： 、 阻力臂L2： 、
杠杆可以绕其转动的点O
从支点O到动力F1作用线的距离L1
从支点到O阻力F2作用线的距离L2
① 首先找到支点。 ② 分析受力，确定各力的作用点和力的方向，作力的示意图。 ③ 过力的作用点，在力的方向上作出力的作用线，力的作用线的延长线用虚线画出。 ④ 从支点出发，向力的作用线或延长线作垂线，垂足，画出两线交点的垂足。 ⑤ 从支点到垂足的长度即为力臂的大小，力臂用虚线表示，力臂两端点用大括号标出并注明字母L(如L1或L2)。字母的脚标与相应力的角标一致。
练习3：在下图中作出F1的力臂
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？
实验探究：杠杆的平衡条件
杠杆在动力和阻力的共同作用下，处于静止状态，或绕支点作匀速转动时，都叫做杠杆平衡。
探究杠杆平衡条件的实验
一、实验的目的： 探究杠杆平衡的条件 二、实验器材： 带有刻度的杠杆、铁架台、测力计、钩码、线。
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？
F1+L1=F2+L2
F1–L1=F2–L2
F1/L1=F2/L2
F1 · L1=F2 · L2
1、横杠能围绕支点转动。2、横杠处于平衡状态。3、横杠左右两边有小格，距离相等。
挂在杠杆尺左边的钩码看作是重物，钩码挂的格数就是重点的位置。
挂在杠杆尺右边的钩码的重量就是提起重物所用的力。钩码挂的格数就是力点的位置。
五、设计实验过程 ⑴调节杠杆水平平衡 ⑵杠杆上支架两侧分别挂钩码 使杠杆再次水平平衡。 ⑶记录 F1，L1，F2，L2
对表格中的数据进行分析，可以得出的初步结论是：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
（F1 · L1=F2 · L2）
注：1、当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍， 动力就是阻力的几分之一
2、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。3、挂钩码后，不能再动平衡螺母。4、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。
根据动力臂和阻力臂的相对大小，杠杆可以分为：省力杠杆费力杠杆等臂杠杆
由 F1L1=F2L2 ∵L1 〉L2 ∴F1〈 F2这是省力杠杆
省力杠杆虽然省力，但费了距离
由 F1L1=F2L2 ∵L1 〈 L2 ∴F1 〉 F2这是费力杠杆
费力杠杆虽然费了力，但可以省距离
由 F1L1=F2L2∵L1 = L2∴F1 = F2这是等臂杠杆
等臂杠杆既不省力，也不省距离
通过对力点、重点、支点的分析，理发剪是费力杠杆，铁皮剪是省力杠杆。
1、省力杠杆 动力臂大于阻力臂的杠杆，平衡时阻力大于动力，省力费距离。 若L1＞L2，则F1F2 如筷子、镊子、食品钳、缝纫机的脚踏板、船桨、钓鱼杆等。 3、等臂杠杆 动力臂等于阻力臂的杠杆，使用这种杠杆既不省力，也不费力，既不省距离，也不费距离。 若l1= l2，则F1=F2 如摩天轮、天平的横梁等。
很多机器上都有杠杆，可是你知道吗？人体中也有很多的杠杆在起作用呢。当我们拿起一件东西，弯一下腰，或者翘一下脚尖，这时都得依靠人体的杠杆才能起作用呢！
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，肌肉要花费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省距离。
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。这实际上是一个省力杠杆(如图)，这时肌肉的拉力比体重要小。
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(如图)，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，就形成低头仰头动作，从图中可以看出来低头比仰头要省力。
如果你弯一下腰，肌肉就要付出大约1200牛顿的拉力。这是 因为在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆是一个费力杠杆（如图)。 我们长期弯腰工作时，往往感到腰部酸疼，就是肌肉被拉伤的缘故。
下列哪个杠杆是省力的（ ）
下列哪个杠杆是省距离的（ ）
练习三、图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与重力G相比（ ）A. F=G；B. F＜G；C. F＞G；D. 无法比较
练习4、如图所示，要使杠杆平衡，可在N点施加F1、F2、F3、F4几个力，其中最小的一个是（ ） A、 F1 B、 F2 C、 F3 D、 F4
1、一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上重600N和200N的货物，问：人肩应挑在离前端多远处才能使扁担平衡？
已知：L = 1.8m F1＝ 600N F2＝200N求 ：L1=?解 ：根据L1＋L2＝1.8m得出 L2=1.8m－L1－－－－－（1） 根据杠杆的平衡条件： F1L1＝F2L2 将（1）代入得 600N X L1＝200N X (1.8m－L1） 解之得：L1=0.45m
2、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？
已知：F1＝1000N F2＝3000N L1＝1.5m求 ：L2＝？
解 ：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.
3：在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：
⑴左右力臂L1:L2=______?
⑵在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码，杠杆____（填“能或不能”）平衡？ _____边下降?
3、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：
⑶若使杠杆再次水平平衡，可在 ___边的钩码下再挂 ___ 个钩码？
⑷若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码，则 ___ 边将下降，
-----“极端判断法”
4、各式各样的剪刀都是一对对杠杆，要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适（ ）
5、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确的是 ( ) A．两杠杆均为省力杠杆 B．两杠杆均为费力杠杆 C．ABC为省力杠杆 D．A'B’C’为省力杠杆
6、斜拉桥是一种科技含量很高的大桥，图甲是斜拉索桥的桥提结构示意图，图乙取桥体一部分结构进行研究，图丙是这部分结构的受力示意图。
（1）从图丙可以看出，斜拉桥的设计应用了 的相关知识，其中O是 ， 代表桥重和桥面上的车辆对桥的作用力， 是钢索对桥面的拉力。
（2）为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当增加桥的高度，请分析原因。
答： 增加桥塔的高度，可以增大拉力的力臂，根据杠杆平衡条件，钢索所受的拉力也随之减小。
（3）假如让你来设计新的斜拉桥，你还能提出什么方法可以减轻钢索承受的拉力？（说出一种方法即可）
答：使用新型的高强度轻质材料减小桥的自重。
7、杠杆处于静止或 的状态叫杠杆平衡，杠杆的平衡条件是 ；当杠杆的动力臂比阻力臂 时是费力杠杆，但可省 。
8、一个杠杆的动力臂与阻力臂之比为4∶1，则该杠杆是 杠杆，动力与阻力之比是 .若此杠杆受到的阻力是60 N，则当动力为 N时，杠杆处于平衡状态。
9、一扁担长1.5 m，前端挑200 N的货，后端挑300 N的货，则肩膀应该离扁担前端 m处，才能使扁担平衡，平衡后肩受到的压力为 N.(不计扁担质量)
10、饲养员用铡刀铡草喂动物时，为了铡草时省力，饲养员应把草放在 (填“靠近”“远离”)轴的地方，这样可以使动力臂 ，阻力臂 ，而达到省力的目的.
11、如图所示，一根质量均匀的直尺放在水平的桌面上，全长的 伸出桌面，在伸出端挂一重5N的物体G时，直尺仍然恰好保持平衡，则此直尺重为【 】： A. 2.5N； B. 5N； C. 7.5N； D. 10N。
13、如图7所示，用力F将球形重物滚上台阶时，可以把它看成一个杠杆，那么[ ] A．它的两个力臂相等 B．这杠杆的支点是球心O点 C．这杠杆的支点是球与地面的接触点 D．这杠杆的支点是球与台阶的接触点
14、在铁路道口常设有如图所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸。与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸。对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是（）
A．常闭型道闸，重心应在O点右侧B．常开型道闸，重心应在O点右侧 C．常闭型道闸，重心应在O点左侧 D．常开型道闸，重心应在O点左侧
如图所示，F1=4N，F2=2N，图中杠杆上每个小格代表的长度都相同，在这两个力的作用下，轻质杠杆AB将（） A. 顺时针转动B. 逆时针转动 C. 保持水平 D. 无法判断
思考题：希腊科学家阿基米德发现杠杆原理后，发出了“给我支点，我可以撬动地球”的豪言壮语。假如阿基米德在杠杆的一端施加600N的力，要搬动质量为6.0×1024kg的地球，那么长臂的长应是短臂长的多少倍？如果要把地球撬起1cm，长臂的一端要按下多长距离？假如我们以光速向下按，要按多少年？（做完该题，你有何启示？）
学习目标：l 知道什么是杠杆及杠杆五要素；l 会画杠杆的力臂；l 理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费 力杠杆。
要点一、杠杆 就是杠杆。杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。
一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒
各种工具的动力点、阻力点及支点
要点诠释： 1、杠杆的五要素支点O： 、动力F1： 、阻力F2： 、动力臂L1： 、 阻力臂L2： 、
杠杆可以绕其转动的点O
从支点O到动力F1作用线的距离L1
从支点到O阻力F2作用线的距离L2
① 首先找到支点。 ② 分析受力，确定各力的作用点和力的方向，作力的示意图。 ③ 过力的作用点，在力的方向上作出力的作用线，力的作用线的延长线用虚线画出。 ④ 从支点出发，向力的作用线或延长线作垂线，垂足，画出两线交点的垂足。 ⑤ 从支点到垂足的长度即为力臂的大小，力臂用虚线表示，力臂两端点用大括号标出并注明字母L(如L1或L2)。字母的脚标与相应力的角标一致。
练习3：在下图中作出F1的力臂
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？
实验探究：杠杆的平衡条件
杠杆在动力和阻力的共同作用下，处于静止状态，或绕支点作匀速转动时，都叫做杠杆平衡。
探究杠杆平衡条件的实验
一、实验的目的： 探究杠杆平衡的条件 二、实验器材： 带有刻度的杠杆、铁架台、测力计、钩码、线。
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？
F1+L1=F2+L2
F1–L1=F2–L2
F1/L1=F2/L2
F1 · L1=F2 · L2
1、横杠能围绕支点转动。2、横杠处于平衡状态。3、横杠左右两边有小格，距离相等。
挂在杠杆尺左边的钩码看作是重物，钩码挂的格数就是重点的位置。
挂在杠杆尺右边的钩码的重量就是提起重物所用的力。钩码挂的格数就是力点的位置。
五、设计实验过程 ⑴调节杠杆水平平衡 ⑵杠杆上支架两侧分别挂钩码 使杠杆再次水平平衡。 ⑶记录 F1，L1，F2，L2
对表格中的数据进行分析，可以得出的初步结论是：
动力×动力臂=阻力×阻力臂
（F1 · L1=F2 · L2）
注：1、当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍， 动力就是阻力的几分之一
2、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。3、挂钩码后，不能再动平衡螺母。4、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。
根据动力臂和阻力臂的相对大小，杠杆可以分为：省力杠杆费力杠杆等臂杠杆
由 F1L1=F2L2 ∵L1 〉L2 ∴F1〈 F2这是省力杠杆
省力杠杆虽然省力，但费了距离
由 F1L1=F2L2 ∵L1 〈 L2 ∴F1 〉 F2这是费力杠杆
费力杠杆虽然费了力，但可以省距离
由 F1L1=F2L2∵L1 = L2∴F1 = F2这是等臂杠杆
等臂杠杆既不省力，也不省距离
通过对力点、重点、支点的分析，理发剪是费力杠杆，铁皮剪是省力杠杆。
1、省力杠杆 动力臂大于阻力臂的杠杆，平衡时阻力大于动力，省力费距离。 若L1＞L2，则F1
很多机器上都有杠杆，可是你知道吗？人体中也有很多的杠杆在起作用呢。当我们拿起一件东西，弯一下腰，或者翘一下脚尖，这时都得依靠人体的杠杆才能起作用呢！
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，肌肉要花费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省距离。
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。这实际上是一个省力杠杆(如图)，这时肌肉的拉力比体重要小。
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(如图)，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，就形成低头仰头动作，从图中可以看出来低头比仰头要省力。
如果你弯一下腰，肌肉就要付出大约1200牛顿的拉力。这是 因为在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆是一个费力杠杆（如图)。 我们长期弯腰工作时，往往感到腰部酸疼，就是肌肉被拉伤的缘故。
下列哪个杠杆是省力的（ ）
下列哪个杠杆是省距离的（ ）
练习三、图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与重力G相比（ ）A. F=G；B. F＜G；C. F＞G；D. 无法比较
练习4、如图所示，要使杠杆平衡，可在N点施加F1、F2、F3、F4几个力，其中最小的一个是（ ） A、 F1 B、 F2 C、 F3 D、 F4
1、一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上重600N和200N的货物，问：人肩应挑在离前端多远处才能使扁担平衡？
已知：L = 1.8m F1＝ 600N F2＝200N求 ：L1=?解 ：根据L1＋L2＝1.8m得出 L2=1.8m－L1－－－－－（1） 根据杠杆的平衡条件： F1L1＝F2L2 将（1）代入得 600N X L1＝200N X (1.8m－L1） 解之得：L1=0.45m
2、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？
已知：F1＝1000N F2＝3000N L1＝1.5m求 ：L2＝？
解 ：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.
3：在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：
⑴左右力臂L1:L2=______?
⑵在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码，杠杆____（填“能或不能”）平衡？ _____边下降?
3、在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，如图，则：
⑶若使杠杆再次水平平衡，可在 ___边的钩码下再挂 ___ 个钩码？
⑷若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码，则 ___ 边将下降，
-----“极端判断法”
4、各式各样的剪刀都是一对对杠杆，要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适（ ）
5、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确的是 ( ) A．两杠杆均为省力杠杆 B．两杠杆均为费力杠杆 C．ABC为省力杠杆 D．A'B’C’为省力杠杆
6、斜拉桥是一种科技含量很高的大桥，图甲是斜拉索桥的桥提结构示意图，图乙取桥体一部分结构进行研究，图丙是这部分结构的受力示意图。
（1）从图丙可以看出，斜拉桥的设计应用了 的相关知识，其中O是 ， 代表桥重和桥面上的车辆对桥的作用力， 是钢索对桥面的拉力。
（2）为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当增加桥的高度，请分析原因。
答： 增加桥塔的高度，可以增大拉力的力臂，根据杠杆平衡条件，钢索所受的拉力也随之减小。
（3）假如让你来设计新的斜拉桥，你还能提出什么方法可以减轻钢索承受的拉力？（说出一种方法即可）
答：使用新型的高强度轻质材料减小桥的自重。
7、杠杆处于静止或 的状态叫杠杆平衡，杠杆的平衡条件是 ；当杠杆的动力臂比阻力臂 时是费力杠杆，但可省 。
8、一个杠杆的动力臂与阻力臂之比为4∶1，则该杠杆是 杠杆，动力与阻力之比是 .若此杠杆受到的阻力是60 N，则当动力为 N时，杠杆处于平衡状态。
9、一扁担长1.5 m，前端挑200 N的货，后端挑300 N的货，则肩膀应该离扁担前端 m处，才能使扁担平衡，平衡后肩受到的压力为 N.(不计扁担质量)
10、饲养员用铡刀铡草喂动物时，为了铡草时省力，饲养员应把草放在 (填“靠近”“远离”)轴的地方，这样可以使动力臂 ，阻力臂 ，而达到省力的目的.
11、如图所示，一根质量均匀的直尺放在水平的桌面上，全长的 伸出桌面，在伸出端挂一重5N的物体G时，直尺仍然恰好保持平衡，则此直尺重为【 】： A. 2.5N； B. 5N； C. 7.5N； D. 10N。
13、如图7所示，用力F将球形重物滚上台阶时，可以把它看成一个杠杆，那么[ ] A．它的两个力臂相等 B．这杠杆的支点是球心O点 C．这杠杆的支点是球与地面的接触点 D．这杠杆的支点是球与台阶的接触点
14、在铁路道口常设有如图所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸。与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸。对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是（）
A．常闭型道闸，重心应在O点右侧B．常开型道闸，重心应在O点右侧 C．常闭型道闸，重心应在O点左侧 D．常开型道闸，重心应在O点左侧
如图所示，F1=4N，F2=2N，图中杠杆上每个小格代表的长度都相同，在这两个力的作用下，轻质杠杆AB将（） A. 顺时针转动B. 逆时针转动 C. 保持水平 D. 无法判断
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