1、 第十章 机械与人有道理吗？能做到了吗？有道理吗？能做到了吗？阿基米德阿基米德科学狂人豪语： “给我一个给我一个支点支点和和立足点立足点，我就能，我就能撬动撬动地球地球！”如果阿基米德可以直接抬起60千克的重物,则他需要一个力臂比为10的20次方的杠杆 则他要把地球撬起1cm,需要把杠杆的另一端压下10的18次方千米. 如果他压下如果他压下60kg物体要用的时间是物体要用的时间是1s,则他需要三十则他需要三十三万亿年左右时间才可以把地球撬起来三万亿年左右时间才可以把地球撬起来. 即使他的手和光速一样快即使他的手和光速一样快, ,也要十几万年才能撬起来也要十几万年才能撬起来地球的地球的1cm 1
2、cm 一、认识杠杆一、认识杠杆 观察下列工具，思考并讨论其共同特征。核桃钳核桃钳独轮车独轮车开瓶器开瓶器天平天平指甲剪刀指甲剪刀钢丝钳钢丝钳镊子镊子扳手扳手剪刀剪刀1 1、受力的作用、受力的作用2 2、绕固定点转动、绕固定点转动3 3、比较坚硬、比较坚硬在在 的作用下，的作用下，能绕某一能绕某一 转动的转动的 ，叫做杠杆。叫做杠杆。 力固定点硬棒认识杠杆的五要素认识杠杆的五要素:杠杆示意图:F2阻力L L1 1动力臂动力臂L L2 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支点杠杆绕着转动杠杆绕着转动的固定点的固定点使杠杆转动使杠杆转动的力的力阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力支点
3、到动力作用支点到动力作用线的距离线的距离支点到阻力作用线支点到阻力作用线的距离的距离F1动力其他杠杆练习L1L2大人和小孩能一起玩大人和小孩能一起玩 跷跷板跷跷板吗？吗？跷跷板跷跷板: :什么是杠杆的平衡？什么是杠杆的平衡？当杠杆在动力和阻力的作用下，保当杠杆在动力和阻力的作用下，保持持或或，我们，我们就说杠杆处于平衡。就说杠杆处于平衡。实验探究：杠杆的平衡条件实验探究：杠杆的平衡条件杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？之间存在着怎样的关系？F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L2杠杆杠杆
4、平衡平衡螺母螺母探究影响杠杆水平平衡的因素1 1将将带有刻度带有刻度的木尺调节在的木尺调节在水平位置水平位置平衡。平衡。2 2在木尺的两边分别挂上在木尺的两边分别挂上数目不同的钩码数目不同的钩码，调节钩调节钩 码到码到O O点点距离，使距离，使杠杆水平静止杠杆水平静止。 3. 3. 改变钩码个数并改变钩码个数并调节悬挂点到调节悬挂点到O O点的距离点的距离，使木尺使木尺 处于处于水平静止水平静止状态。将各次实验数据填写入下表。状态。将各次实验数据填写入下表。F1F2L1L2O思考与讨论思考与讨论 杠杆两端有两只可调节的螺母，能杠杆两端有两只可调节的螺母，能 起什么作用起什么作用? ?为什么要求
5、杠杆静止时，在水平位置呢为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢? ?归纳结论作用作用:调节杠杆自身的平衡调节杠杆自身的平衡(实验开始前）实验开始前）因为这样能因为这样能在杠杆在杠杆方便测量出力臂的方便测量出力臂的数值。数值。 F1 L1F2 L2进行实验与收集证据进行实验与收集证据：提问: 你的实验结论与你的假设你的实验结论与你的假设 一致吗一致吗? ?你的结论是什么你的结论是什么? ?这是阿基米德发现的杠杆原理。乙乙甲甲做一做做一做1.把杠杆左边改用弹簧测力计把杠杆左边改用弹簧测力计竖直拉竖直拉使其使其水平平衡水平平衡（图甲）（图甲），能否得出以上结论？能否得出以上结论？ 2.保持阻力保持阻力F
6、2及左右两边距离不变及左右两边距离不变，用测力计用测力计斜拉斜拉杠杆杠杆仍使其水平平衡仍使其水平平衡（图乙）图乙）,你有什么发现？你认你有什么发现？你认为发生这种现象的原因是什么为发生这种现象的原因是什么?（F F1 1变大了变大了! !）图甲图甲图乙图乙OLL力的作用线力的作用线O图甲图甲图乙图乙OLL1OL1F3F2 F4F11.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则则( ) A.这两个力的大小必须相等这两个力的大小必须相等 B.这两个力的力臂长必须相等这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小力臂较长的
7、那个力比较小2.要使右图杠杆保持平衡要使右图杠杆保持平衡, 最省力的方向是最省力的方向是( )ABCDoDA2、如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每、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，杠杆个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（还能保持平衡的是（ ）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.判断：动力和阻力可以人为规定。（判断：动力和阻力可以人为规定。（ ） 4.把重为把重为4N和和12N的物体分别挂在
8、杠杆的两端的物体分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡时杠杆平衡时,两端的长度之比是两端的长度之比是.F2L1L2利用利用杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件分析撬棒的分析撬棒的优缺点优缺点:F1O分析：分析：由图可知：由图可知：L L1 1L L2 2，据，据F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2得：得：F F1 1F F2 2则则省力，但费距离。省力，但费距离。杠杆的分类开瓶器开瓶器省力杠杆道钉撬道钉撬省力杠杆活塞式抽水机活塞式抽水机省力杠杆F1F2OL1L2手推车手推车省力杠杆羊角锤撬钉羊角锤撬钉 省力杠杆刹车板刹车板省力杠杆F F2 2F F1 1动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2
9、 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2这这是费力杠杆是费力杠杆缝纫机的脚踏板缝纫机的脚踏板费力杠杆钓鱼1、2费力杠杆液压装置钓鱼竿筷子镊子F F2 2F F1 1动力臂动力臂L1L1阻力臂阻力臂L2L2O O等臂杠杆的特点由由F1L1=F2L2L1 = L2F1 = F2这这是等臂杠杆是等臂杠杆等臂杠杆不省力，也不省距离使用时哪些是省力杠杆？使用时哪些是省力杠杆？ 哪些是费力杠杆哪些是费力杠杆？“柄长省力；口长费力” 哪种剪纸方法省力？哪种剪纸方法省力？ 哪种剪纸方法省距离？哪种剪纸方法省距离？ 苏州园林常用的
10、剪刀（粗枝剪、细枝剪、苏州园林常用的剪刀（粗枝剪、细枝剪、 整篱剪），请指出它们的名称：整篱剪），请指出它们的名称：细枝剪 整篱剪 粗枝剪剪刀中的杠杆知识剪刀中的杠杆知识 杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件： 动力动力动力臂动力臂= =阻力阻力阻力臂阻力臂“柄长省力；口长费力柄长省力；口长费力” EBD：E E为支点，为支点，B B为动力作用点，为动力作用点，D D为阻力作用点，为阻力作用点， 构成一个构成一个费力杠杆。费力杠杆。 EFG：E E为支点，为支点，F F为动力作用点，为动力作用点，G G为阻力作用点，为阻力作用点， 构成一个构成一个费力杠杆。费力杠杆。剪指甲钳由三个杠杆组成的由三个杠
11、杆组成的： ABC：C C为支点为支点，A A为动力作用点，为动力作用点， B B为阻力作用点，为阻力作用点， 构成一个构成一个省力杠杆。省力杠杆。核桃钳省力杠杆生物体内的杠杆生物体内的杠杆 费力杠杆F1F20杠杆的应用：三类杠杆请同学们分析各是什么杠杆？请同学们分析各是什么杠杆？拧螺丝用的扳手拧螺丝用的扳手家庭用的煤火钳家庭用的煤火钳铁路起道钉起子铁路起道钉起子起重机起重机水龙头的扳手水龙头的扳手理发用的推剪理发用的推剪开启酒瓶用起子开启酒瓶用起子 F F1 1F F2 2 F F1 1F F2 2 F F1 1F F2 2特别强调：ABC下列哪个杠杆是省距离的下列哪个杠杆是省距离的（ ）D
12、D图中的杠杆处于水平位置并静止图中的杠杆处于水平位置并静止AO=OBAO=OB，B B端端绳子的拉力绳子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（ ） A. F=GA. F=G B. F B. FG G C. F C. FG G D. D. 无法比较无法比较A AO OB BF FG GCC下列属于费力杠杆的是（下列属于费力杠杆的是（ ）如图所示，在扶正被风吹倒的树木时如图所示，在扶正被风吹倒的树木时, ,下列措施中下列措施中最合适的是（最合适的是（ ） A A绳直接系在绳直接系在A A点点 B B绳直接系在绳直接系在B B点点C C在在A A点垫上橡皮点垫上橡皮, ,再系上绳再系上
13、绳 D D在在B B点垫上橡皮点垫上橡皮, ,再系上绳再系上绳DC下列工具中，属于省力杠杆的是（下列工具中，属于省力杠杆的是（ ） A 瓶盖起子瓶盖起子 B 钓鱼竿钓鱼竿 C 天平天平 D 镊子镊子如图，在使用中属于费力杠杆的是（如图，在使用中属于费力杠杆的是（ ）AD下列事例属于省力杠杆是（下列事例属于省力杠杆是（ ） A. A. 用镊子换药用镊子换药 B B用筷子夹菜用筷子夹菜 C. C. 用大扫扫帚扫地用大扫扫帚扫地 D. D. 用钳子截断铁丝用钳子截断铁丝甲甲乙乙如图两种剪刀，如果来剪铁皮，应选如图两种剪刀，如果来剪铁皮，应选 种剪刀。种剪刀。 在理发时应选在理发时应选 种剪刀。种剪刀
14、。D甲甲乙乙 室内垃圾桶室内垃圾桶 室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。使用时用脚踩踏板，桶盖开启。 从结构示意图看出，它是有两个杠杆组成的，下从结构示意图看出，它是有两个杠杆组成的，下面用面用脚踩的是一个省力杠杆脚踩的是一个省力杠杆，用来把桶，用来把桶盖支起的是盖支起的是一个费力杠杆一个费力杠杆。 杠杆的作用是用来改变力的大小和方向杠杆的作用是用来改变力的大小和方向 杆杆 秤秤 杆秤的构造：由秤杆、提扭、秤盘、秤杆秤的构造：由秤杆、提扭、秤盘、秤砣组成。砣组成。 工作原理：工作原理：不等臂杠杆不等臂杠杆 使用方法：将物体
15、放在秤盘，提起提扭，使用方法：将物体放在秤盘，提起提扭，调节秤砣位置使秤杆平衡，这时直接从秤调节秤砣位置使秤杆平衡，这时直接从秤杆刻度处读数。杆刻度处读数。 杆秤是通过什么方法改变量程的杆秤是通过什么方法改变量程的? ? 一个杆秤通常有一个杆秤通常有两个称量范围两个称量范围, ,量程的大小是通过改变提扭的位置实现量程的大小是通过改变提扭的位置实现的的, ,提扭离称盘近称的量程大提扭离称盘近称的量程大. . 生活中的一些不法商贩生活中的一些不法商贩, ,通过什么方法欺骗消费者通过什么方法欺骗消费者? ? 生活中的一些不法商贩生活中的一些不法商贩, ,通过通过减小秤砣的质量的大小减小秤砣的质量的大小或或增加称盘的质量增加称盘的质量使得称量值大于实际值来欺骗消费者使得称量值大于实际值来欺骗消费者. .
