初三杠杆教学课件

初三物理杠杆教学课件目录12杠杆的基本概念杠杆的三种类型了解杠杆的定义、三要素及其力学原理学习三类杠杆的特点与区别34杠杆的实际应用习题与总结探索杠杆在生活和工业中的广泛应用通过练习巩固所学知识第一章杠杆的基本概念什么是杠杆？杠杆是最基础的简单机械之一，它由一个刚性杆和一个支点组成杠杆的核心原理是通过支点，利用较小的力移动较重的物体，从而达到省力或改变力方向的目的给我一个支点，我就能撬动地球阿基米德—杠杆的三要素支点（）力点（）阻力点（）Fulcrum EffortLoad杠杆旋转的固定点，是杠杆工作的基础施加力的位置，通常是人用手施力的地方被移动或支撑的物体所在位置例如剪刀的铆钉、跷跷板的中心支撑例如剪刀的手柄、撬棍的一端例如剪刀的刀刃、撬棍下的物体杠杆的作用改变力的大小通过合理安排支点、力点和阻力点的位置，杠杆可以让我们用较小的力克服较大的阻力，实现省力效果改变力的方向杠杆可以改变力的作用方向，使我们能够以更方便的角度施力，增加操作的灵活性节省力气，提高效率杠杆使我们能够更高效地完成工作，减少体力消耗，是人类最早发明的工具之一杠杆示意图上图展示了杠杆的基本结构和三要素的位置关系支点杠杆旋转的轴心，图中的三角形力点施加力的位置，通常用表示F阻力点承受阻力的位置，通常用表示W杠杆的力学原理力矩平衡条件其中施加的力•F力臂（支点到力点的距离）•dF阻力•W阻力臂（支点到阻力点的距离）•dW只要两侧的力矩相等，杠杆就处于平衡状态力矩是力的转动效应，等于力与力臂的乘积力矩的单位是牛米（）·N·m第二章杠杆的三种类型根据支点、力点和阻力点的位置关系，杠杆可分为三类第一类杠杆特点支点位于力点和阻力点之间力和阻力方向相反•可以省力，也可以费力，取决于力臂与阻力臂的比例•常用于需要改变力方向的情况•典型例子跷跷板•剪刀•撬棍•天平•在第一类杠杆中，支点（蓝色三角形）位于中间，力和阻力分别作用在杠杆的两端，方向相反当力臂大于阻力臂时，杠杆起到省力作用；当力臂小于阻力臂时，杠杆起到费力但扩大距离的作用跷跷板第一类杠杆的典型例子跷跷板的杠杆分析平衡条件支点跷跷板中间的支撑轴当两边的力矩相等时，跷跷板处于平衡状态力点一端坐着的人阻力点另一端坐着的人其中、为两人质量，、为m1m2d1d2他们到支点的距离第二类杠杆特点阻力点位于支点和力点之间力和阻力方向相同•一定是省力杠杆•力臂总是大于阻力臂•适用于需要大力量的场合•典型例子手推车•开瓶器•胡桃钳•门（铰链为支点）•手推车第二类杠杆的典型例子支点手推车的轮子与地面接触的点作为杠杆的支点阻力点货物放置的位置是阻力点，这里承受着货物的重量力点推车的手柄是力点，人在这里施加向上的力手推车之所以能够省力，是因为力臂（手柄到轮子的距离）远大于阻力臂（货物到轮子的距离），使得较小的力就能举起较重的货物第三类杠杆特点力点位于支点和阻力点之间力和阻力方向相同•一定是费力杠杆•力臂总是小于阻力臂•可以放大运动距离和速度•典型例子人的前臂•钓鱼竿•在第三类杠杆中，力点位于支点和阻力点之间由于力臂总是小于阻力镊子臂，这类杠杆需要施加更大的力来克服阻力•扫帚（扫地时）•虽然费力，但第三类杠杆能够放大运动距离和速度，在一些需要快速或大范围运动的场合非常有用人体前臂第三类杠杆的典型例子前臂的杠杆分析为什么是费力但有用？支点肘关节虽然前臂是费力杠杆，但它有两个重要优势力点肱二头肌附着点（靠近肘关节）大大增加了手的运动速度和范围

1.阻力点手掌和所提物体的位置使运动更加灵活精准

2.肱二头肌收缩产生的力远大于手中物体这种设计使人类能够进行复杂精细的操的重量，这是因为力臂比阻力臂小得多作，是进化的杰作杠杆类型总结表类型三要素位置关系力效果典型例子第一类杠杆支点在中间可省力也可费力，改变力方向跷跷板、剪刀、撬棍第二类杠杆阻力点在中间总是省力，不改变力方向手推车、开瓶器、胡桃钳第三类杠杆力点在中间总是费力，放大运动距离人的前臂、钓鱼竿、镊子记忆技巧三种类型可以按照中间是谁来区分中间是支点为第一类，中间是阻力点为第二类，中间是力点为第三类——第三章杠杆的实际应用杠杆原理在我们的日常生活和工业生产中无处不在生活中的杠杆实例撬棍撬起重物剪刀剪断纸张钳子夹持物体典型的第一类杠杆，利用较小的力移动较重的物第一类杠杆，刀片的交叉点为支点，手握的地方复杂的杠杆系统，同时包含第一类和第三类杠杆体，支点通常是地面上的一个坚固点是力点，切割处是阻力点原理，能够产生很大的夹持力这些工具之所以能够有效地帮助我们完成工作，都是因为它们巧妙地应用了杠杆原理，改变了力的大小或方向工业中的杠杆应用起重机起重机是杠杆原理的大型应用，它利用配重和支点设计，能够举起极重的物体现代起重机结合了多种简单机械原理，但基础仍是杠杆机械手臂工业机器人的机械手臂应用了多级杠杆系统，通过精确控制每个关节的力和位置，实现复杂的运动和操作其他工业应用阀门控制系统•机械传动装置•制动系统•各类工业工具•杠杆原理是机械工程的基础之一，被广泛应用于各种复杂机械的设计中杠杆与机械优势什么是机械优势？机械优势是衡量简单机械省力效果的指标，定义为机械优势越大，省力效果越明显杠杆的机械优势对于杠杆，机械优势也可以表示为各类杠杆的机械优势第一类杠杆可大于（省力），等于，或小于（费力）111第二类杠杆始终大于（省力）1第三类杠杆始终小于（费力）1通过调整力臂和阻力臂的长度，我们可以设计出适合不同需求的杠杆工具起重机工作原理起重机的杠杆分析平衡条件支点起重臂的旋转中心起重机工作时必须满足力矩平衡条件力点配重块的位置阻力点吊钩和所吊物体的位置起重机是第一类杠杆的应用，使用配重工程师必须精确计算这些参数，确保起来平衡所提升的重物重机在各种工况下都能安全工作现代起重机还结合了滑轮系统和液压系统，进一步提高了起重能力杠杆与牛顿第二定律的联系牛顿第二定律力等于质量乘以加速度，是运动学的基本定律转动形式的第二定律其中力矩•τ转动惯量•I角加速度•α第四章习题与总结通过练习巩固杠杆原理的理解和应用习题判断杠杆类型1请判断下列物品属于哪种类型的杠杆，并标出其支点、力点和阻力点物品杠杆类型说明开瓶器第二类支点在瓶盖边缘，力点在把手，阻力点在瓶

1.盖中心钓鱼竿第三类支点在握竿的下手，力点在上手，阻力点在

2.鱼线末端镊子第三类支点在固定端，力点在手指压的位置，阻力

3.点在夹取物体的尖端扫把（扫地时）第三类支点在地面接触点，力点在靠近扫把头的手，

4.阻力点在扫把末端习题计算力矩2例题例题12一个长米的杠杆，支点距左端米如果在左端施加牛的向上力，在右端施加多大的向上力可以保持平衡？一个重的物体放在距支点米处，如果力臂为米，需要多大的力才能使杠杆平衡？312020N

0.52解析阻力矩×=20N

0.5m=10N·m力÷=10N·m2m=5N因此，需要施加牛的力5例题3一个小朋友重，坐在跷跷板上距支点米处如果另一个小朋友重，他应该坐在距支点多远处才能使跷跷板平衡？300N

1.5400N解析力矩平衡××300N

1.5m=400N x÷x=450N·m400N=

1.125m解析左侧力矩×=20N1m=20N·m右侧力臂=3m-1m=2m习题机械优势应用3例题例题12一个第二类杠杆，力臂长米，阻力臂长一个人用撬棍撬动一块重的石头21000N米计算其机械优势，并解释这意味如果力臂是阻力臂的倍，那么他需要施

0.56着什么加多大的力？解析解析机械优势为意味着利用这个杠杆，只4需要使用相当于负载的力就能克服1/4阻力例如，要提起的物体，只因此，需要施加约牛的力200N

166.7需要施加的力50N这展示了杠杆的强大省力效果，让人类能够搬动远超自身力量的重物课堂互动杠杆实验演示实验材料实验步骤杠杆实验装置（带刻度的杆）将支点固定在杠杆的中点位置•

1.不同质量的砝码在左端放置一个已知质量的砝码•

2.可调节的支点在右端添加砝码直到杠杆平衡•

3.测力计记录两侧砝码的质量和到支点的•

4.距离计算两侧力矩并比较

5.实验变量改变支点位置，观察平衡条件的变化•固定一侧砝码，移动其位置，找出平衡点•尝试不同类型的杠杆设置•通过亲手操作实验，学生可以直观地感受杠杆原理，理解力矩平衡的条件，加深对理论知识的理解杠杆学习小结杠杆基本概念力学原理杠杆是由刚性杆和支点组成的简单机械，包力矩平衡是杠杆工作的基础力×力臂阻=含支点、力点和阻力点三个要素力×阻力臂机械优势三种类型机械优势阻力力力臂阻力臂，衡量第一类支点在中间；第二类阻力点在中=/=/杠杆省力效果间；第三类力点在中间杠杆原理是物理学中最基础也最重要的原理之一，它不仅帮助我们理解许多日常工具的工作原理，也是复杂机械设计的基础掌握杠杆原理，将有助于我们更好地理解和应用物理知识，解决实际问题杠杆知识拓展滑轮与杠杆的联系滑轮实际上可以看作是特殊的杠杆定滑轮相当于力臂等于阻力臂的第一类杠杆•动滑轮可视为特殊的第二类杠杆•滑轮组合则是复合杠杆系统•理解了杠杆，也就更容易理解滑轮等其他简单机械的工作原理现代机械中的杠杆应用虽然现代机械看起来复杂，但许多仍基于杠杆原理机器人关节与人体关节类似，应用第三类杠杆•精密仪器中的微小杠杆系统•自动化生产线中的各类机械手臂•各种液压系统结合杠杆原理实现力的放大•杠杆原理的应用极其广泛，从古代简单工具到现代高科技设备，都能找到杠杆的影子学好杠杆原理，将为后续学习更复杂的物理概念奠定基础谢谢聆听期待你们用杠杆原理解决更多实际问题！物理学不仅仅是课本上的知识，更是解决实际问题的工具希望大家通过本次学习，能够在日常生活中发现杠杆的存在，理解其工作原理，并尝试应用这些原理来解决问题记住阿基米德的名言给我一个支点，我就能撬动地球下次课程，我们将继续探索更多有趣的物理现象。