第1课时杠杆及其平衡条件

杠杆第1节第十二章

简单机械观察与思考有什么能反败为胜的办法呢？活动：掰手腕比赛比比看，谁的力气大？一、杠杆这些工具在使用时有什么共同点？共同特点：受力时几乎不发生形变受到力的作用绕固定点转动杠杆：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。思考：杠杆都是直的吗？OF1F2支点：杠杆可以绕其转动的点O。动力：使杠杆转动的力F1。阻力：阻碍杠杆转动的力F2。思考：你能找出以下杠杆的支点吗？思考：我们用杆秤秤东西的时候，一般在什么时候读数？杠杆的平衡状态：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，杠杆处于平衡状态。现在你能使杆秤保持平衡吗？请指出此时支点、动力与阻力。OF1F2F1’F1”交流与讨论：1.往秤上继续添加重物会出现什么现象？2.如何继续保持平衡呢？上面的实验说明了什么？3.此时去掉秤砣，改用测力计拉住绳子提供动力，逐渐倾斜，你观察到了什么？OF1F2F1’F1”力臂：从支点到力的作用线的距离，叫做力臂。l1l2OF1F2动力臂：从支点到动力作用线的距离l1。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离l2。Ol1F1F2方法总结l21.找到支点的位置3.过支点向力的作用线作垂线2.沿着力的方向画出力的作用线4.加括号和标出符号思考：你能画出下面杠杆的力臂吗？二、杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件实验器材：杠杆尺(带刻度)、钩码、铁架台杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在怎样的关系？提出问题：要使杠杆在什么位置平衡？为什么？如何得到动力和阻力？如何改变动力和阻力？如何改变动力臂和阻力臂？设计实验：1.调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时保持水平静止。2.在杠杆两端分别挂上不同数量的钩码。移动钩码的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。测出杠杆平衡时的动力F1、阻力F2、动力臂l1，阻力臂l2。3.改变力和力臂的大小，再做几次实验。进行实验：实验次数动力F1/N阻力F2

/N动力臂l1/m阻力臂l2/m123……实验结论：杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1·l1=F2·l2)

实验记录：思考：阿基米德理论上能做到吗？给我一个支点，我可以撬起整个地球。——阿基米德思考：你知道之前那位同学反败为胜的原理吗？对力气小的同学来说：手放在桌面上，肘部和桌面接触的地方相当于是支点，手掌受到的力为阻力(不变)，肘部到手掌的距离为阻力臂。当力气大的同学握住力气小的同学的手臂时进行比赛，其阻力臂相比之前减小了。一位物理老师利用杠杆定理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量(如右图)。测量是利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆。吊钩固定点O为支点。弹簧测力计示数F1为200N。测得动力臂l1为9m，阻力臂l2为6cm。若不计槽钢和铁笼的质量，请你估算大象的质量。(g取10N/kg)例题解：由F1l1＝F2l2得：F2===3×104NF1l1l2200N×9m0.06mm====3×103kg=3tF2g10N/kg3×104NGg杠杆及其平衡条件杠杆在力的作用下，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=F2l21.如图所示，用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆，如果不计自重，在图中，能正确表示瓶起子工作示意图的是（）ABCDB2.如图所示，杠杆处于水平位置平衡。若将两边所挂的钩码各减去一个，杠杆将（）A.仍继续保持水平平衡 B.右端上升，左端下降 C.右端下降，左端上升 D.无法确定杠杆的运动状态C3.如图所示，轻杆AB可以绕O点转动，在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一竖直向下的动力，使杠杆在水平位置保持平衡。现将动力的方向改为沿虚线方向，若仍使杠杆在水平位置保持平衡，则（）A.动力臂增大，动力增大B.动力臂增大，动力减小C.动力臂减小，动力减小D.动力臂减小，动力增大D4.活塞式抽水机是农村经常使用的取水设备，图中AOB部分工作时可以看做杠杆，请你画出F1的力臂。l15.在一些建设施工工地上，可以看见各种大型的起重机。如图所示是一种起重机的简易图，为了保证起重机在起重时不会翻倒，起重机右边配有一个重物M。现测得重物M的质量为4t，AB为10m，BC为4m，CD为1m。(g取10N/kg)问：该起重机可起吊的最大物重为多少？(起重机本身的重不计)解：由图可知B为支点，右侧的重物重力为：GM＝mg，力臂为：lBD＝4m+1m＝5m；设吊起的物体重力为G，对应的力臂为：lBA＝10m。由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得：GM×lBD＝G×lBA则该起重机可起吊的最大物重为：m