滬科《10.1科學探究：杠桿的平衡條件》

1、今天我們用塔吊建成現(xiàn)今天我們用塔吊建成現(xiàn)代化城市！代化城市！復雜機械都是由簡單機械組成的復雜機械都是由簡單機械組成的這些能給我們提供方便的工具都稱為機械這些能給我們提供方便的工具都稱為機械 最簡單的機械最簡單的機械杠桿杠桿 它們都是杠桿，有什么共同特點？它們都是杠桿，有什么共同特點？杠桿共同點：杠桿共同點：都是都是硬硬棒（軟的不行，直的彎的都可以）棒（軟的不行，直的彎的都可以）工作過程中都在工作過程中都在轉動轉動，轉動過程中，轉動過程中有有一點一點是不動的是不動的還要還要受到受到兩個力兩個力的作用的作用 。 可是直的也可是彎的杠桿的五要素：杠桿的這些概念很重要?。菏裁词橇Ρ勰兀渴裁词橇Ρ勰?？力

2、臂怎樣來畫？力臂怎樣來畫？支點支點力臂的畫法力臂力臂：指支點到力的作用線的指支點到力的作用線的垂直距離垂直距離。確定動力和阻力的作用線過支點到力的作用線作垂線段標垂足，標力臂找支點畫出圖中杠桿各力的力臂畫出圖中杠桿各力的力臂F1想一想議一議議一議:現(xiàn)實生活中，你還能舉現(xiàn)實生活中，你還能舉出哪些杠桿的實例呢？出哪些杠桿的實例呢？應用舉例應用舉例 當曲肘把重物舉起來的時當曲肘把重物舉起來的時候，手臂也是一個杠桿候，手臂也是一個杠桿(如如圖圖)。肘關節(jié)是支點。肘關節(jié)是支點。當你抬腳跟的時候，是腳跟后面當你抬腳跟的時候，是腳跟后面的肌肉在起作用，腳尖是支點，的肌肉在起作用，腳尖是支點，體重落在兩者之間

3、。這實際上是體重落在兩者之間。這實際上是一個杠桿一個杠桿(如圖如圖)，這時肌肉的拉，這時肌肉的拉力比體重要小。力比體重要小。試一試：試一試：人體杠桿人體杠桿二、杠桿的平衡二、杠桿的平衡當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，或作緩當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，或作緩慢地勻速轉動時，我們說杠桿平衡了。慢地勻速轉動時，我們說杠桿平衡了。歸納結論：歸納結論：提問：什么是杠桿的平衡？提問：什么是杠桿的平衡？實驗裝置和實驗器材實驗裝置和實驗器材探究影響杠桿水平平衡的因素探究影響杠桿水平平衡的因素1 1將將帶有刻度帶有刻度的木尺調節(jié)在的木尺調節(jié)在水平位置水平位置平衡。平衡。2 2在木尺的兩邊分別掛上在木尺的

4、兩邊分別掛上數(shù)目不同的鉤碼數(shù)目不同的鉤碼，調節(jié)鉤調節(jié)鉤 碼到碼到O O點點距離，使距離，使杠桿水平靜止杠桿水平靜止。 3. 3. 改變鉤碼個數(shù)并改變鉤碼個數(shù)并調節(jié)懸掛點到調節(jié)懸掛點到O O點的距離點的距離，使木尺使木尺 處于處于水平靜止水平靜止狀態(tài)。將各次實驗數(shù)據(jù)填寫入下表。狀態(tài)。將各次實驗數(shù)據(jù)填寫入下表。實驗實驗次數(shù)次數(shù)左邊左邊右邊右邊動力動力F F1 1/N/N距離距離L L1 1/cm/cm阻力阻力F F2 2/N/N距離距離L L2 2/cm/cm1 12 23 3F1F2L1L2O進行實驗與收集證據(jù)進行實驗與收集證據(jù)實驗次數(shù)實驗次數(shù)左左 邊邊右右 邊邊F1/ /NL1/ /cmF2/

5、 /NL2/ /cm10.5101521151.51031.520215分析與論證分析與論證杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件動力動力動力臂動力臂= =阻力阻力阻力臂阻力臂F1L1=F2L2二、杠桿的平衡條件二、杠桿的平衡條件：動力動力 動力臂動力臂= =阻力阻力 阻力臂阻力臂F1L1F2L2F1L1F2L2思考與討論1、 杠桿兩端裝置兩只可調節(jié)的螺母，能起杠桿兩端裝置兩只可調節(jié)的螺母，能起 什么作用什么作用? ? 作用是調節(jié)杠桿自身的平衡作用是調節(jié)杠桿自身的平衡3、為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢? ?便于測量動力臂和阻力臂便于測量動力臂和阻力臂2、 杠桿調平的

6、方法是什么？杠桿調平的方法是什么？ “左高左調、右高右調左高左調、右高右調”杠桿平衡條件的應用例題：例題：當在杠桿處于平衡狀態(tài)，并且已知石頭對杠桿的當在杠桿處于平衡狀態(tài)，并且已知石頭對杠桿的壓力為壓力為3000N，動力臂和阻力臂分別為，動力臂和阻力臂分別為180cm和和6cm，請問動力為多少？請問動力為多少？已知已知：F2 = 3000N L1 = 180cm L2= 6cm求求：F1=？解解：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，得 F1 =（F2 L2）/L1 =（3000N6cm）/ 180cm = 100N答答：動力為100N。1下列關于杠桿的一些說法中，不正確的下列關于杠桿的一些說法中

7、，不正確的是是( )A杠桿必須是一根硬棒杠桿必須是一根硬棒B力臂一定在杠桿上力臂一定在杠桿上C動力臂就是支點到動力作用線的距離動力臂就是支點到動力作用線的距離D當力的作用線通過支點時，力臂為當力的作用線通過支點時，力臂為0B 練練 習習2、如圖所示，杠桿掛上鉤碼后剛好平衡，每、如圖所示，杠桿掛上鉤碼后剛好平衡，每個鉤碼的質量相同，在下列情況中，杠桿個鉤碼的質量相同，在下列情況中，杠桿還能保持平衡的是（還能保持平衡的是（ ）A、左右鉤碼各向支點移一格、左右鉤碼各向支點移一格 B、左右各減少一個鉤碼、左右各減少一個鉤碼C、左右各減少一半鉤碼、左右各減少一半鉤碼 D、左右各增加兩個鉤碼、左右各增加兩

8、個鉤碼 C3、兩個力作用在杠桿兩端使杠桿平衡、兩個力作用在杠桿兩端使杠桿平衡,則則( ) A.這兩個力的大小必須相等這兩個力的大小必須相等 B.這兩個力的力臂長必須相等這兩個力的力臂長必須相等 C.力臂較長的那個力比較大力臂較長的那個力比較大 D.力臂較長的那個力比較小力臂較長的那個力比較小D4、畫出圖中作用在、畫出圖中作用在A 點最小的力點最小的力的方向的方向 。 FAB例題：例題：畫出下圖杠桿的支點、動力、畫出下圖杠桿的支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂阻力、動力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O O第二課時F F1 1F F2 2動力臂動力臂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這這是省力杠桿是省力杠桿省力杠桿省力杠桿可見，省力杠桿雖然省力，但費了距離可見，省力杠桿雖然省力，但費了距離省力杠桿的特點省力杠桿的特點省力杠桿省力杠桿F F2 2F F1 1動力臂動力臂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這這是費力杠桿是費力杠桿費力杠桿費力杠桿費力杠桿的特點費力杠桿的特點可見，費力杠桿雖然費了力，但可以省距離可見，費力杠桿雖然費了力，但可以省距離費力杠桿費力杠

10、桿F F2 2F F1 1動力臂動力臂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這這是省力杠桿是省力杠桿等臂杠桿不省力，也不省距離等臂杠桿不省力，也不省距離等臂杠桿的特點等臂杠桿的特點小結小結省力杠桿的特點省力杠桿的特點 A A 動力臂大于阻力臂動力臂大于阻力臂 B B 省力但是費距離省力但是費距離費力杠桿的特點費力杠桿的特點 A A 動力臂小于阻力臂動力臂小于阻力臂 B B 費力但是省距離費力但是省距離等臂杠桿的特點等臂杠桿的特點 A A 動力臂等于阻力臂動力臂等于阻力臂

11、B B 不省力也不省距離不省力也不省距離在下列工具中省力的是哪一組（ ）A. 鍘刀、汽車上的剎車閘、羊角錘起釘子；B. 鑷子、釣魚桿、剪子；C. 鍘刀、天平、釣魚桿；D. 鑷子、汽車上的剎車閘、釣魚桿。練習一練習一A練習二練習二下列說法中哪些是正確的（ ）A. 使用杠桿一定會省力；B. 省力杠桿的動力臂一定小于阻力臂；C. 動力臂是支點到動力作用點的距離；D. 等臂杠桿不省力也不省距離。D圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B B端端繩子的拉力繩子的拉力F F與與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. 無法比較。無法比較。練習三練習三提示提示A AO OB BF FG G圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，圖中的等臂杠桿處于水平位置并靜止，B B端端繩子的拉力繩子的拉力F F與與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. 無法比較。無法比較。練習三練習三L L2 2L L1 1A AO OB BF FG G先畫出力臂，再進行判斷先畫出力臂，再進行判斷C它們是什么杠桿？它們是什么杠桿？使用時哪把最省力？ 哪把最費力？ O圖2 1.如圖所示，輕質杠桿支點為如圖所示，輕

13、質杠桿支點為O，在杠桿兩端分，在杠桿兩端分別掛上一些質量相等的鉤碼，恰好保持水平平衡，別掛上一些質量相等的鉤碼，恰好保持水平平衡，如果兩邊各拿走一個鉤碼，杠桿將如果兩邊各拿走一個鉤碼，杠桿將 ( ) A、仍保持平衡、仍保持平衡 B、不平衡，向逆時針方向轉動、不平衡，向逆時針方向轉動 C、不平衡，向順時針方向轉動、不平衡，向順時針方向轉動 D、保持平衡，但做勻速轉動、保持平衡，但做勻速轉動2.室內垃圾桶平時桶蓋關閉，使用時用腳踩室內垃圾桶平時桶蓋關閉，使用時用腳踩踏板，桶蓋開啟，圖為室內垃圾桶的結構示踏板，桶蓋開啟，圖為室內垃圾桶的結構示意圖，使用時有兩個杠桿意圖，使用時有兩個杠桿ABC和和DEF在起作在起作用用 ( ) A. ABC和和DEF都是省力杠桿都是省力杠桿 B