探究杠杆的平衡条件

第六章力和机械

第5节探究杠杆的平衡条件1.认识杠杆，能分清杠杆的五要素.2.通过实验，探究杠杆的平衡条件.3.知道省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点.4.知道杠杆在生活中的应用学习目标新课目标人撬动石块的撬棒起重机吊物新课引入在生活、生产中，人们常常用撬棒撬物、用起重机吊物等，这其中有什么奥秘？1）让两个体重一样的同学坐在距离转轴相同的位置.2）让体重不同的同学根据跷跷板的状态调整到转轴的距离.想一想：如何才能使跷跷板保持水平？你的想法是什么？怎样才能使跷跷板保持水平新课讲解探究跷跷板中的道理一物理学中，把能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆.跷跷板是一种杠杆.模拟跷跷板实验模拟实验器材：等分刻度的均质木尺、钩码、细线.1.杠杆活动1探究杠杆的平衡条件设计实验①调节杠杆两端的螺母，使杠杆处于水平平衡状态.②在杠杆的两边分别挂上数量不同的钩码.③移动钩码的位置，使杠杆处于水平静止状态.④整理各个实验数据，填入下面的表格.探究杠杆的平衡实验数据表格实验序号左边右边拉力F1/N距离L1/m拉力F2/N距离L1/m10.5211212213210.54杠杆五要素F2阻力L1动力臂L2阻力臂(动力作用线)(阻力作用线)O支点杠杆绕着转动的点使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力支点到动力作用线的距离支点到阻力作用线的距离F1动力杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做杠杆平衡.2.杠杆平衡条件杠杆平衡时，杠杆的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂，即杠杆的动力臂是阻力臂的几倍，杠杆的动力F1就是阻力F2的几分之一.F1×L1=F2

×

L2如图中的男孩重500N，女孩重350N，当男孩离跷跷板的转轴70cm时，女孩应该坐在哪里才能使跷跷板在水平位置上平衡？解：已知：F1=500N，L1=70cm，F2=350N.由F1L1=F2L2得:L2=F1L1/F2=500N×70cm÷350N=100cm.L2L1BF2OF1AF2BOAF13.作力臂的方法①找出支点的位置③从支点作动力、阻力作用线的垂线②确定动力、阻力作用线④标垂足，定力臂试一试：画出图中杠杆各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O讨论1.根据杠杆平衡条件，比较动力臂和阻力臂的长短，怎样的杠杆省力？怎样的杠杆费力？怎样的杠杆既不省力又不费力？三类杠杆：若L1＞L2，则F1＜

F2若L1=L2，则F1＝F2若L1＜L2，则F1＞

F2省力杠杆等臂杠杆费力杠杆

根据支点相对于动力与阻力作用线的位置关系，杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆.（省力）（既不省力也不费力）（费力）2.比较图中三种剪刀的动力臂、阻力臂长短有什么不同？请说明其中的道理.铁皮剪刀理发剪刀普通剪刀①用铁皮剪刀剪铁皮等较硬的物体时，需要省力，故其动力臂要大于阻力臂.②用理发剪刀理发时，需要少移动距离，即要省距离，故其动力臂要小于阻力臂.③普通剪刀的动力臂稍大于阻力臂，省力.OF1F2OF1F2OF1F2OF1F2杠杆的作用二请画出下图中各种器具的支点和力臂.OF1F2L1L2OF1F2L1L2OL2L1F1F2OF1F2L1L2

你认为图中的杠杆可以分成几类？每一类杠杆分别有什么特点？F1F2动力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1〉L2

∴F1〈F2这是省力杠杆1.省力杠杆省力杠杆特点：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力.在生活中，你发现了哪些工具是省力杠杆？

我们在使用省力杠杆时，省了力，但费动力作用点移动的距离.阻力臂L2由

F1L1=F2L2∵L1〈L2∴F1〉F2这是费力杠杆2.费力杠杆F2F1动力臂L1O费力杠杆的特点：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力.在生活中，你发现了哪些工具是费力杠杆？使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作用点移动的距离.物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆.托盘天平物理天平3.等臂杠杆特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力.

判断杠杆的种类,可结合生活经验,根据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系,若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆,若动力臂小于阻力臂,则是费力杠杆,若动力臂等于阻力臂,则是等臂杠杆.

人体内许多部位的骨骼和肌肉组织也构成杠杆.手上握着重物时，可将手、手腕、尺骨和桡骨看作一个整体，它的作用相当于杠杆.机械手操作时，模仿手的动作，同样具有杠杆的特征.杠杆及其平衡条件杠杆定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆支点(O)、动力(F1)、阻力(F2)、动力臂(L1)、阻力臂(L2)杠杆的五要素杠杆的平衡条件F1L1=F2L2生活中的杠杆省力杠杆L1

＞L2，F1＜

F2费力杠杆L1＜L2，F1＞F2等臂杠杆L1

=L2，F1=

F2课堂小结1.如图所示，用一根自重可以忽略不计的撬棒撬动石块.若撬棒C点受到石块的压力是1500N，且AB=1.5m，BC=0.3m、CD=0.2m，则要撬动该石块所用的力最小应为（）

A.500N

B.300N

C.200N

D.150ND课堂训练2.下列关于杠杆的一些说法中，不正确的是()A.杠杆必须是一根硬棒

B.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

D.当力的作用线通过支点时，力臂为0B3.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，杠杆还能保持平衡的是（）A.左右钩码各向支点移一格B.左右各减少一个钩码C.左右各减少一半钩码D.左右各增加两个钩码C

4.下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（）A．起瓶器B．切纸铡刀C．食品夹D．羊角锤C5.如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（）oLoLoLoLFFFFGGGGABCDD6.如图所示的杠杆，重力不计，O为支点，AO=0.3m，当在A点悬吊一重为5N的物体，绳