第九章机械和功一、杠杆第1课时杠杆 观察与思考下列机械在使用中有什么共同的特点？都是绕工具上某一固定点转动的 通过实验，探究杠杆的平衡条件及应用。（重点）02认识杠杆，能分清杠杆的五要素。（重点）01学习目标 杠杆的概念1.定义：我们把在力的作用下绕固定点转动的硬棒叫作杠杆。2.条件：①力的作用②绕固定点转动③硬棒（不一定是直棒，硬质，不易发生形变） 3.杠杆五要素（1）支点：绕着转动的固定点（O）；（2）动力：驱使杠杆转动的力（F1）；（3）阻力：阻碍杠杆转动的力（F2）；OF1F2（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离L1;L1（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离L2L2(力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线；是虚线，用则画，不用不画)都是杠杆的受力！ 支点O动力臂L１阻力臂L２动力F1阻力F24.力臂的作图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；4.标出相应的力臂符号。注意：若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂也会发生改变一找支点，二画线，三画距离，四标注。 例活塞式抽水机是农村经常使用的取水设备，图中AOB部分工作时可以看做杠杆，请你画出F1的力臂及B点受到的阻力F2和其阻力臂L2。F2L2L1F1 1.如图所示，用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆，如果不计自重，在图中，能正确表示瓶起子工作示意图的是（　　）ABCDB练一练 2.画出动力臂和阻力臂。L1L2 支点(O)：杠杆绕着转动的点。动力(F1)：促使杠杆转动的力。阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力。动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离。阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离。(力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线)F1F2L1oL2小结 【提出问题】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？【猜想假设】假设一：假设二：F1·L1=F2·L2杠杆平衡条件杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时，我们称之为杠杆平衡。F1=L1F2L2【实验器材】杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台 【实验步骤】调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录在表格中。 改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2记录在表格中。 次数动力F1/N阻力F2/N动力臂L1/m阻力臂L2/m123456【记录和分析数据】1.00.050.50.101.51.51.01.50.050.50.150.101.00.150.151.00.150.050.50.15 演示：杠杆平衡的条件杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。结论：F1·L1=F2·L2 【讨论交流】1.实验前为什么要调节杠杆使其在水平位置平衡？2.实验后为什么要调节杠杆使其在水平位置平衡？消除杠杆自重对实验结果的影响。便于测量力臂 一位物理老师利用杠杆定理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量（如右图）。测量是利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆。吊钩固定点O为支点。弹簧测力计示数F1为200N。测得动力臂L1为9m，阻力臂L2为6cm。若不计槽钢和铁笼的质量，请你估算大象的质量。(g取10N/kg)例 由F1L1＝F2L2得：解：F2=F1L1L2=200N×9m0.06m=3×104Nm=F2g=10N/kg3×104N=3×103kg=3t 如图所示，杠杆处于水平位置平衡。若将两边所挂的钩码各减去一个，杠杆将（　　）A．仍继续保持水平平衡B．右端上升，左端下降C．右端下降，左端上升D．无法确定杠杆的运动状态C练一练 杠杆杠杆在力的作用下绕固定点转动的硬棒，叫作杠杆支点(O)动力(F1)阻力(F2)动力臂(L1)阻力臂(L2)杠杆的五要素杠杆的平衡条件F1·L1=F2·L2课堂小结 随堂训练1．如图所示，我们在拖动行李箱时，一般先拉出行李箱上方的拉杆，从杠杆的角度分析，这样做的目的是为了（　　）A．增大动力臂B．减小阻力臂C．增大动力D．减小阻力A 2．如图所示，轻杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。现将动力的方向改为沿虚线方向，若仍使杠杆在水平位置保持平衡，则（　　）A．动力臂增大，动力增大B．动力臂增大，动力减小C．动力臂减小，动力减小D．动力臂减小，动力增大D 3.画出图中杠杆各力的力臂。F1F2L1L2F1F2L1OL2O 4．在一些建设施工工地上，可以看见各种大型的起重机。如图所示是一种起重机的简易图，为了保证起重机在起重时不会翻倒，起重机右边配有一个重物M。现测得重物M的质量为4t，AB为10m，BC为4m，CD为1m。（g取10N/kg）问：该起重机可起吊的最大物重为多少？（起重机本身的重不计） 解：由图可知B为支点，右侧的重物重力为：GM＝mg，力臂为：BD＝4m+1m＝5m；设吊起的物体重力为：G。对应的力臂为：BA＝10m。由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：GM×BD＝G×BA，mg×BD＝G×BA；则该起重机可起吊的最大物重为：G＝＝2×104N。＝mg×BDBA4×103kg×10N/kg×5m10m答：该起重机可起吊的最大物重为2×104N。