《杠杆》PPT教学课件

杠杆在物理学中地位及意 义
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物理学中对杠杆研究历程
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古希腊时期
阿基米德等学者对杠杆进 行初步研究，提出杠杆原 理和浮力原理。
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文艺复兴时期
伽利略、达芬奇等人对杠 杆进行深入研究，推动力 学发展。
近代以来
牛顿、欧拉等物理学家进 一步完善杠杆理论，为现 代力学奠定基础。
讨论
本实验通过制作简易天平和测量物体质量的过程，探究了杠杆平衡条件并掌握了相关测量 方法。实验结果与理论预测相符，验证了杠杆平衡条件的正确性。同时，实验结果也表明 多次测量取平均值可以有效减小误差。
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总结回顾与拓展延伸
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关键知识点总结回顾
杠杆的定义和原理
杠杆是一种简单机械，由一个固 定点（支点）和两个力臂组成， 通过力的作用实现力的放大或方
力的传递与放大
杠杆原理可以实现力的传递和放大， 使得较小的力能够产生较大的力矩， 进而实现撬动地球的效果。
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古代战争器械中运用到的杠杆原理
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投石机
投石机是古代战争中常用的器械 之一，其运用杠杆原理将人力或 畜力转化为石块的动能，实现远 程打击。
攻城槌
攻城槌是一种用于攻击城墙的器 械，其运用杠杆原理将人力或畜 力放大，使得槌头能够产生巨大 的冲击力。
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阻力
阻碍杠杆转动的力 ，用字母F₂表示。
阻力臂
从支点到阻力作用 线的距离，用字母l₂ 表示。
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杠杆平衡条件
杠杆平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁l₁=F₂l₂。
杠杆平衡条件的应用
通过调节动力或动力臂、阻力或阻力臂的大小，使杠杆达到平衡状态。
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生活中常见杠杆实例
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省力杠杆
如瓶起子、核桃夹等，使用时 动力臂大于阻力臂，省力但费
距离。
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费力杠杆
如镊子、钓鱼竿等，使用时动 力臂小于阻力臂，费力但省距
离。
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等臂杠杆
如天平、定滑轮等，使用时动 力臂等于阻力臂，不省力也不
费力。
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杠杆分类与特点
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省力杠杆
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利用这些“杠杆”优化系统设计
一旦找到这些“杠杆”，我们就可以利用它们来优化系统设计。例如，在机器人设计中，通过合理布置 关节和连杆的位置和长度，可以实现更灵活、更稳定的运动。
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THANKS2024/1/26 Nhomakorabea31
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使用简易天平测量物体质量过程记录
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过程一
将待测物体放在天平左盘，估 计物体的质量，在右盘添加相
应的砝码使天平平衡
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过程二
记录右盘中砝码的质量和游码 所对的刻度值，计算出物体的
质量
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过程三
多次测量取平均值，减小误差
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记录示例
待测物体质量为100g，右盘砝 码质量为50g、20g、20g、 10g，游码所对刻度值为3g，
剪刀
利用杠杆原理改变力的方向，方便剪切 物体。
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起重机
利用杠杆原理将重物提升到高处，实现 重物搬运。
汽车方向盘
利用杠杆原理将驾驶员的转向力放大， 使汽车更容易转向。
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典型案例分析：阿基米德 撬动地球之说
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阿基米德撬动地球原理剖析
杠杆平衡条件
阿基米德撬动地球之说基于杠杆平衡 条件，即动力×动力臂=阻力×阻力 臂。通过合理设置支点和力臂，可以 产生巨大的力矩，从而撬动地球。
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器材准备
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杠杆、支架、细线、钩码、刻度尺、待测 物体
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制作简易天平步骤和方法
步骤一
搭建支架，将杠杆水平放置
步骤二
在杠杆两端挂上细线，并系上钩码作为平 衡螺母
步骤三
调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡
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方法
通过调节细线的长度或移动钩码的位置， 使杠杆在水平位置平衡。注意保持杠杆静 止不动，避免产生误差。
费力杠杆优点
等臂杠杆优点
省力，能够轻松克服大的阻力。缺点：费 距离，需要移动较长的距离才能达到预期 效果。
省距离，能够在较小的空间内进行操作。 缺点：费力，需要施加较大的力才能克服 阻力。
平衡稳定，能够精确测量或传递力量。缺 点：既不省力也不省距离，没有特别的优 点或缺点。
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动力臂大于阻力臂 省力但费距离 例子：撬棒、瓶起子、羊角锤等
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费力杠杆
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动力臂小于阻力臂
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费力但省距离
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例子：镊子、筷子、钓鱼竿 等
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等臂杠杆
动力臂等于阻力臂
不省力也不费力，不省距离也不费距离
例子：天平、定滑轮等
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各类杠杆优缺点分析
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省力杠杆优点
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现代科技产品中应用举例
机械手臂
机械手臂是工业机器人中的重要 组成部分，其运用杠杆原理实现 力的传递和放大，使得机器人能
够完成各种复杂的操作任务。
汽车悬挂系统
汽车悬挂系统中的减震器运用了 杠杆原理，通过合理设置支点和 力臂，实现了对车身震动的有效 抑制，提高了汽车的行驶平稳性
和舒适性。
液压千斤顶
液压千斤顶是一种利用液体传递 压力的装置，其内部运用了杠杆 原理，通过改变液体流动的方向 和面积，实现了对重物的升降操
作。
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实验操作与探究：制作简 易天平并测量物体质量
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实验目的和器材准备
实验目的
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探究杠杆平衡条件
学习制作简易天平
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掌握测量物体质量的方法
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杠杆定义及作用
一根在力的作用下可绕固定点 转动的硬棒就叫杠杆。
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杠杆作用
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杠杆定义
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利用杠杆可以省力、省距离或者 改变力的方向。
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杠杆五要素
动力
使杠杆转动的力， 用字母F₁表示。
动力臂
从支点到动力作用 线的距离，用字母l₁ 表示。
支点
杠杆绕着转动的点 ，用字母O表示。
则物体质量为 50g+20g+20g+10g+3g=10 3g。多次测量后取平均值得到
最终结果。
实验结果分析和讨论
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分析一
通过实验数据发现，杠杆平衡时满足“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的条件。这说明杠 杆的平衡是力和力臂的乘积相等的结果。
分析二
实验中可能存在误差来源，如杠杆自身重力、摩擦力等因素的影响。为了减小误差，可以 采取多次测量取平均值的方法。
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拓展延伸
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复杂机械系统中的“杠杆”
在许多复杂的机械系统中，往往隐藏着类似于杠杆的简单机械。这些“杠杆”可能不是显而易见的，但它们在系统中 发挥着重要作用。例如，在汽车悬挂系统中，减震器就充当了“杠杆”，通过改变力的方向和大小来保持车身稳定。
寻找并分析这些“杠杆”
要发现这些隐藏的“杠杆”，需要具备对机械系统的深入理解和分析能力。通过分析系统的结构、运动学和动力学特 性，我们可以找到这些“杠杆”并理解它们在系统中的作用。
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学习方法与效果
在学习过程中，我采用了多种学习方法，如听讲、阅读、练习和讨论等 。通过这些方法，我不仅加深了对知识点的理解，还提高了自己的思维 能力和解决问题的能力。
需要改进之处
在学习过程中，我发现自己在某些方面还需要改进。例如，我需要加强 对复杂杠杆系统的分析和理解能力，提高对实际问题的建模和求解能力 。
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杠杆在力学体系中作用
平衡作用
杠杆可以平衡两个力或两 个力矩，使系统达到平衡 状态。
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传递作用
杠杆可以将一个力或力矩 传递到另一个位置，实现 力的传递和转换。
放大作用
通过改变杠杆的长度和支 点位置，可以放大或缩小 力的作用效果。
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现实生活中应用举例
秤砣
利用杠杆原理测量物体质量，实现公平 交易。
向改变。
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杠杆的分类
根据支点的位置和作用力的方向， 杠杆可分为三类——省力杠杆、费 力杠杆和等臂杠杆。
杠杆的应用
杠杆在生活和工程中有广泛应用， 如撬棒、剪刀、天平、起重机等。
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学生自我评价报告
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知识掌握情况
通过本课程的学习，我掌握了杠杆的基本原理和分类，理解了杠杆在生
活和工程中的应用，能够分析和解决简单的杠杆问题。
《杠杆》PPT教学课件
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目录
• 杠杆基本概念与原理 • 杠杆分类与特点 • 杠杆在物理学中地位及意义 • 典型案例分析：阿基米德撬动地球之
说
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目录
• 实验操作与探究：制作简易天平并测 量物体质量
• 总结回顾与拓展延伸
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杠杆基本概念与原理