物理九年级上册（2024）第十一章 简单机械和功一、杠杆教学ppt课件

这是一份物理九年级上册（2024）第十一章 简单机械和功一、杠杆教学ppt课件，共42页。PPT课件主要包含了杠杆五要素的深入思考，课堂小结，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
1.杠杆及杠杆的五要素； 2.杠杆平衡条件及其探究实验过程； 3.杠杆原理的应用（杠杆的分类）。
1.分析实际生活中复杂的杠杆模型，确定杠杆的五要素，并解决有关问题； 2.尝试解决探究杠杆平衡条件实验中所遇到的问题； 3.分析杠杆动态平衡问题；
在古代，人类就学会利用一些自然材料如石头、木头、兽骨、植物纤维等来制造工具。人们知道，单纯依靠自己肌肉产生的力量是有限的，制造一些工具可以产生更好的效果。杠杆就是这样的一类工具。你使用过杠杆类的工具吗？能说说它的作用吗？
知识点一 什么是杠杆
物理学中，将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。
注意: （1）“硬棒” 是指在力的作用不发生形变。（2）杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。如钓鱼竿、指甲剪、脚踏式翻盖垃圾桶。
支 点：杠杆绕着转动的点O；
动 力：使杠杆转动的力F1 ；
阻 力：阻碍杠杆转动的力F2 ；
动力臂：从支点到动力作用线的距离l1 ；
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2 。
注意：“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所画的直线。不是支点到作用点的距离。
2. 确定动力、阻力作用线
3. 从支点作动力、阻力作用线的垂线
杠杆力臂的画法——注意点
1.力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离。力臂是点到线的距离，不是点到点的距离。
2.力臂可以在杠杆上，也可以不在杠杆上。
3.作用在杠杆上的一个力，作用点不变、作用方向改变，力臂是否随之改变？
1.动力和阻力都作用在杠杆上，它们的作用效果相同吗？
若动力是杠杆顺时针转动，阻力一定使杠杆逆时针转动；若动力是杠杆逆时针转动，阻力一定使杠杆顺时针转动。即动力和阻力对杠杆的转动效果一定相反。
支点对杠杆的力臂为零，这个力对杠杆的转动没有影响，故忽略这个力对杠杆的影响
2.支点对杠杆也有力的作用，为什么忽略这个力对杠杆的影响？
不是作用点到支点的距离
例1.判断下面画的力臂是否正确，错误的指出原因。
例2. 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（　　）
知识点二 杠杆的平衡条件
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在怎样的关系？
杠杆（带刻度）、钩码、铁架台
1. 要使杠杆在什么位置平衡？
2. 如何得到动力和阻力？
3. 如何改变动力和阻力呢？如何改变动力臂和阻力臂？
改变钩码的数量；改变钩码悬挂的位置。
信息快递：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆处于平衡状态。
1.安装杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡 。
2. 如图11-4所示，在杠杆左边挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在杠杆右边某一位置竖直拉住杠杆。设弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力F₁是动力，动力臂为l₁ ;钩码对杠杆的拉力F₂ 是阻力，阻力臂为l₂ 。当杠杆在水平位置平衡时 ，测量F₁ 、 l ₁ 、F₂ 、l₂ 的大小 ， 并将数据记录在下表中 。
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂 （F1 · l1=F2 · l2）
①杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用?
答案：作用是调节杠杆自身的平衡
②杠杆调平的方法是什么?
答案：左边高向左调，右边高向右调
知识点三 杠杆的运用（分类）
观察这些杠杆，它们的动力臂和阻力臂有什么关系？
例3：如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
知识点四 杠杆动态平衡分析
（情形1）如图，力F始终与杠杆垂直，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2=G 与 l 1=OA 保持不变，l 2 变大； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F变大；
（情形2）如图，力F的方向保持水平向右，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2=G保持不变，l 2 变大，l 1变小； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F变大；注意：此情况下杠杆不可能到达水平位置（当杠杆无限接近水平位置时，l 1无限接近于零，F无穷大）。
（情形3）如图，力F的方向保持竖直向上，杠杆在力F的作用下绕O点匀速转动到水平位置的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2=G保持不变，l 2 与l 1同时变大，且比值为0.5； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F=0.5G 保持不变。
（情形4）如图，杠杆保持静止，力F的方向由竖直向上变为水平向右的过程中，力F的大小如何变化？
如图：①F2与l 2 保持不变，l 1先变大后变小； ②由杠杆平衡条件得：F = F2l 2/l 1； ③故，F先变小后变大（当F与杠杆垂直时F最小）。
1.下列工具中，在使用时可以省距离的是(　　)
2.如图是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把________点看成支点，此时夹子可近似看成________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
3. 小华探究“探究杠杆平衡条件”，装置如图所示。
（1）杠杆在图甲的位置静止时 （选“是”或“不是”）处于平衡状态。（2）如图乙，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为 N。
4.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
5.轻杆在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
杠杆平衡状态：在动力和阻力作用下静止
杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
1．如图所示，人在用哑铃锻炼。将前臂从水平位置绕 O 点抬起哑铃，前臂此时相当于一个杠杆，其简化图如图乙所示。若哑铃重力为 50N，L1 = 5cm ，L2 = 20cm ，则拉力F1 = N。
2．如图，B 为杠杆 OA 的中点，在 B 点挂一个 20N 的重物，加在 A 点的动力使 OA 在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计），则 ( )
A ．该杠杆一定是省力杠杆C ．作用点在 A 点的最小动力等于 10N
B ．该杠杆一定是费力杠杆D ．物体的重力就是杠杆所受的阻力
3. 如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，保持杠杆水平平衡，改变弹簧测力计拉杠杆的方向，弹簧测力计的示数会改变吗?此时动力臂与支点到动力作用点的距离相等吗?试用杠杆平衡条件解释。
会改变；不相等；解释：当保持杠杆在水平位置平衡时，如果保持弹簧测力计悬挂点不变，改变弹簧测力计拉杠杆的方向，杠杆仍然保持水平平衡。这种情况下，弹簧测力计的示数会变大，因为拉力方向倾斜后，力臂会变短，为了保持杠杆平衡，拉力需要增大‌。