65探究杠杆的平衡条件沪粤版初中物理八年级下册

6.5杠杆撬动地球的奥秘这些工具在使用时，有什么共同特点？它们工作时，能绕一个固定点转动。这三个机械有什么共同特点？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动力臂：从支点O到动力F1作用线的距离l1阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离l2在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒一、杠杆的概念：F1F2l1ol21、定义：2、杠杆的五要素什么是力的作用线？

通过力的作用点，沿力的方向所画的一条直线（画虚线）什么是力臂？力臂是支点到力的作用线的垂直距离（画实线）L2L1F2BOAF1（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，定力臂延长线或反向延长线画虚线（画实线）3、画力的力臂一、杠杆的概念：F1F2L1L2O试着画出各力和力臂oF1F2L1L2·画出图中杠杆各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O思考讨论：2、杠杆是否都是直的？1、力臂是一定在杠杆上吗？3、若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？不一定杠杆可以是直的，也可以是弯的要改变二、杠杆的平衡条件：2．探究杠杆的平衡条件

1．杠杆平衡：问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？实验操作：指杠杆在动力和阻力的作用下处于静止状态或作缓慢匀速转动状态。二、杠杆的平衡条件：2．探究杠杆的平衡条件

1．杠杆平衡：问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？实验操作：（1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。指杠杆在动力和阻力的作用下处于静止状态或作缓慢匀速转动状态。问题：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？思考与讨论杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用?为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?作用是使杠杆在水平位置平衡·F1F2Ol1l2倾斜状态时力臂不好测量·F1F2Ol1l2方便测量力臂思考与讨论杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用?为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?作用是使杠杆在水平位置平衡1、因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出。2、使杠杆的重心落在支点上，使杠杆的自重对杠杆的平衡不产生影响。二、杠杆的平衡条件：2．探究杠杆的平衡条件

1．杠杆平衡：确保力臂在杠杆上，便于力臂的测量。问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡？实验操作：（1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。指杠杆在动力和阻力的作用下处于静止状态或作缓慢匀速转动状态。问题：为什么要调节杠杆在水平位置平衡？二、杠杆的平衡条件：2．探究杠杆的平衡条件

实验操作：（1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。（2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。二、杠杆的平衡条件：2．探究杠杆的平衡条件

实验操作：（1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡。（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。（2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。二、杠杆的平衡条件：2．探究杠杆的平衡条件

实验操作：（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为动力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.0521.50.230.1330.120.154)数据记录及数据分析假设一：假设二：假设三：假设四：F1+L1=F2+L2F1–L1=F2–L2F1/L1=F2/L2F1·L1=F2·L2哪种个假设成立？验证猜想：F1·L1=F2·L2二、杠杆的平衡条件2．探究杠杆的平衡条件

实验次数动力F1/N动力臂l1/m动力

动力臂/(N·m)阻力F2/N阻力臂l2/m阻力

阻力臂/(N·m)110.120.0521.50.230.1330.120.15求出各次实验中动力×动力臂和阻力×阻力臂的值，然后思考杠杆的平衡条件。0.10.10.30.30.30.3杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂进行多次实验的目的：找到普遍规律，避免实验的偶然性。

动力×

动力臂＝阻力×

阻力臂5）分析与论证：

（阿基米德的杠杆原理）用字母表示为:结论：杠杆的平衡条件：当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。或二、杠杆的平衡条件2．探究杠杆的平衡条件

练一练1)l1＝3l2，F1是F2的＿＿＿倍；F1:F2＝2:5，l1:l2＝＿＿。2)l1:l2＝4:3，F2＝60N，F1＝＿＿＿。3)F1＝15N，F2＝75N，l1＝15cm，l2＝＿＿＿。1／35:245N3cm如图所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是(

)A．F1

B．F2

C．F3

D．F4L1L2L3L4当阻力×阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。C三、生活中的杠杆请仔细观察，利用撬棒撬石头时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？F1F2l1l2o由F1L1=F2L2

得：∵L1

>L2∴F1<F2这是省力杠杆动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？

1．省力杠杆：特点：省力三、生活中的杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。在生活中，你还发现了哪些工具是省力杠杆？

我们在使用省力杠杆时，得到了省力的利益，同时我们又付出了怎样的代价呢？

1．省力杠杆：特点：省力费距离三、生活中的杠杆：使用费力的杠杆，有什么好处呢？请注意观察，赛艇的船浆在划水时，它的动力臂和阻力臂，哪个更长呢？我们在使用时，是省力了？还是费力了呢？由F1L1=F2L2

得：∵L1<L2∴F1

>F2这是费力杠杆三、生活中的杠杆：三、生活中的杠杆：

2．费力杠杆：

特点：在生活中，你还发现了哪些工具是费力杠杆？动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。费力三、生活中的杠杆：

2．费力杠杆：

特点：在生活中，你还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。动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。费力省距离三、生活中的杠杆：

3．等臂杠杆：

特点：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。物理实验室中，我们使用的天平就是等臂杠杆。托盘天平物理天平不省力，也不省距离1．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（）[练一练]A．启瓶器B．切纸铡刀C．食品夹D．羊角锤C2、一根均匀铜丝，在中点处支住它刚好平衡，现将其右端从中对折起来，如图所示，则杠杆（）A)仍平衡；B)左端下降；C)右端下降；D)无法判断。

B

3．如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（）

A．沿F1方向的力最小

B．沿F2方向的力最小

C．沿F3方向的力最小

D．三个力的大小相等BF3F1F2OL1L3L24．小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时，他把杠杆挂在支架上，发现左端向下倾斜。（1）若使杠杆在

位置平衡，需把平衡螺母向

端调节。（2）如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码，则在B处要挂

个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡。（3）若在C处挂6

N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应该

，此时弹簧测力计的示数为

。水平右2OACB竖直向上2N5、一根蜡烛截成长度不同的两段竖立在杠杆的两边，如图且杠杆平衡，若同时点燃蜡烛（设燃烧速度相同），则杠杆的

端将翘起。右F1L1=F2L2(F1-F)L1-(F2-F)L2=

F1L1-FL1-F2L2+FL2=F(L2-L1)L1<L2>0

L1L26、有一根杠杆，动力为1000N，阻力为3000N，动力臂为1.5m，此时杠杆恰好平衡，求：它的阻力臂为多少？解：根据杠杆的平衡条件：

F1L1＝F2L2

L2＝F1L1/F2=(1000NX1.5m)/3000N=0.5m答：它的阻力臂为0.5m.解：根据L1＋L2＝L得出L2=L-L1①

F1=G1＝600NF2=G2＝200N根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2将①代入得

F1L1＝F2(L－L1）L1=