沪科《10.1科学探究：杠杆的平衡条件》

1、今天我们用塔吊建成现今天我们用塔吊建成现代化城市！代化城市！复杂机械都是由简单机械组成的复杂机械都是由简单机械组成的这些能给我们提供方便的工具都称为机械这些能给我们提供方便的工具都称为机械 最简单的机械最简单的机械杠杆杠杆 它们都是杠杆，有什么共同特点？它们都是杠杆，有什么共同特点？杠杆共同点：杠杆共同点：都是都是硬硬棒（软的不行，直的弯的都可以）棒（软的不行，直的弯的都可以）工作过程中都在工作过程中都在转动转动，转动过程中，转动过程中有有一点一点是不动的是不动的还要还要受到受到两个力两个力的作用的作用 。 可是直的也可是弯的杠杆的五要素：杠杆的这些概念很重要！：什么是力臂呢？什么是力臂呢？力

2、臂怎样来画？力臂怎样来画？支点支点力臂的画法力臂力臂：指支点到力的作用线的指支点到力的作用线的垂直距离垂直距离。确定动力和阻力的作用线过支点到力的作用线作垂线段标垂足，标力臂找支点画出图中杠杆各力的力臂画出图中杠杆各力的力臂F1想一想议一议议一议:现实生活中，你还能举现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢？出哪些杠杆的实例呢？应用举例应用举例 当曲肘把重物举起来的时当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆候，手臂也是一个杠杆(如如图图)。肘关节是支点。肘关节是支点。当你抬脚跟的时候，是脚跟后面当你抬脚跟的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间

3、。这实际上是体重落在两者之间。这实际上是一个杠杆一个杠杆(如图如图)，这时肌肉的拉，这时肌肉的拉力比体重要小。力比体重要小。试一试：试一试：人体杠杆人体杠杆二、杠杆的平衡二、杠杆的平衡当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作缓当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。归纳结论：归纳结论：提问：什么是杠杆的平衡？提问：什么是杠杆的平衡？实验装置和实验器材实验装置和实验器材探究影响杠杆水平平衡的因素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

4、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。实验实验次数次数左边左边右边右边动力动力F F1 1/N/N距离距离L L1 1/cm/cm阻力阻力F F2 2/N/N距离距离L L2 2/cm/cm1 12 23 3F1F2L1L2O进行实验与收集证据进行实验与收集证据实验次数实验次数左左 边边右右 边边F1/ /NL1/ /cmF2/

5、 /NL2/ /cm10.5101521151.51031.520215分析与论证分析与论证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F1L1=F2L2二、杠杆的平衡条件二、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F1L1F2L2F1L1F2L2思考与讨论1、 杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起 什么作用什么作用? ? 作用是调节杠杆自身的平衡作用是调节杠杆自身的平衡3、为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢? ?便于测量动力臂和阻力臂便于测量动力臂和阻力臂2、 杠杆调平的

6、方法是什么？杠杆调平的方法是什么？ “左高左调、右高右调左高左调、右高右调”杠杆平衡条件的应用例题：例题：当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的压力为压力为3000N，动力臂和阻力臂分别为，动力臂和阻力臂分别为180cm和和6cm，请问动力为多少？请问动力为多少？已知已知：F2 = 3000N L1 = 180cm L2= 6cm求求：F1=？解解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，得 F1 =（F2 L2）/L1 =（3000N6cm）/ 180cm = 100N答答：动力为100N。1下列关于杠杆的一些说法中，不正确的下列关于杠杆的一些说法中

7、，不正确的是是( )A杠杆必须是一根硬棒杠杆必须是一根硬棒B力臂一定在杠杆上力臂一定在杠杆上C动力臂就是支点到动力作用线的距离动力臂就是支点到动力作用线的距离D当力的作用线通过支点时，力臂为当力的作用线通过支点时，力臂为0B 练练 习习2、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

8、个钩码 C3、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那个力比较小D4、画出图中作用在、画出图中作用在A 点最小的力点最小的力的方向的方向 。 FAB例题：例题：画出下图杠杆的支点、动力、画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂阻力、动力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O O第二课时F F1 1F F2 2动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力

9、臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1LL2 2 F F1 1 F F2 2这这是省力杠杆是省力杠杆省力杠杆省力杠杆可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离省力杠杆的特点省力杠杆的特点省力杠杆省力杠杆F F2 2F F1 1动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 F F2 2这这是费力杠杆是费力杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆的特点费力杠杆的特点可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离费力杠杆费力杠

10、杆F F2 2F F1 1动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2LL1 1 = = L L2 2FF1 1 = = F F2 2这这是省力杠杆是省力杠杆等臂杠杆不省力，也不省距离等臂杠杆不省力，也不省距离等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点小结小结省力杠杆的特点省力杠杆的特点 A A 动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂 B B 省力但是费距离省力但是费距离费力杠杆的特点费力杠杆的特点 A A 动力臂小于阻力臂动力臂小于阻力臂 B B 费力但是省距离费力但是省距离等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点 A A 动力臂等于阻力臂动力臂等于阻力臂

11、B B 不省力也不省距离不省力也不省距离在下列工具中省力的是哪一组（ ）A. 铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉子；B. 镊子、钓鱼杆、剪子；C. 铡刀、天平、钓鱼杆；D. 镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼杆。练习一练习一A练习二练习二下列说法中哪些是正确的（ ）A. 使用杠杆一定会省力；B. 省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂；C. 动力臂是支点到动力作用点的距离；D. 等臂杠杆不省力也不省距离。D图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，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. FB. F G G；C. F

12、 C. F G G；D. D. 无法比较。无法比较。练习三练习三提示提示A AO OB BF FG G图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，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. FB. F G G； C. F C. F G G； D. D. 无法比较。无法比较。练习三练习三L L2 2L L1 1A AO OB BF FG G先画出力臂，再进行判断先画出力臂，再进行判断C它们是什么杠杆？它们是什么杠杆？使用时哪把最省力？ 哪把最费力？ O图2 1.如图所示，轻质杠杆支点为如图所示，轻

13、质杠杆支点为O，在杠杆两端分，在杠杆两端分别挂上一些质量相等的钩码，恰好保持水平平衡，别挂上一些质量相等的钩码，恰好保持水平平衡，如果两边各拿走一个钩码，杠杆将如果两边各拿走一个钩码，杠杆将 ( ) A、仍保持平衡、仍保持平衡 B、不平衡，向逆时针方向转动、不平衡，向逆时针方向转动 C、不平衡，向顺时针方向转动、不平衡，向顺时针方向转动 D、保持平衡，但做匀速转动、保持平衡，但做匀速转动2.室内垃圾桶平时桶盖关闭，使用时用脚踩室内垃圾桶平时桶盖关闭，使用时用脚踩踏板，桶盖开启，图为室内垃圾桶的结构示踏板，桶盖开启，图为室内垃圾桶的结构示意图，使用时有两个杠杆意图，使用时有两个杠杆ABC和和DEF在起作在起作用用 ( ) A. ABC和和DEF都是省力杠杆都是省力杠杆 B