65探究杠桿的平衡條件滬粵版初中物理八年級下冊

6.5杠桿撬動地球的奧秘這些工具在使用時，有什么共同特點？它們工作時，能繞一個固定點轉(zhuǎn)動。這三個機械有什么共同特點？支點：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點O動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F2動力臂：從支點O到動力F1作用線的距離l1阻力臂：從支點O到阻力F2作用線的距離l2在力的作用下，能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒一、杠桿的概念：F1F2l1ol21、定義：2、杠桿的五要素什么是力的作用線？

通過力的作用點，沿力的方向所畫的一條直線（畫虛線）什么是力臂？力臂是支點到力的作用線的垂直距離（畫實線）L2L1F2BOAF1（1）找出支點的位置（3）從支點作動力、阻力作用線的垂線（2）確定動力、阻力作用線（4）標垂足，定力臂延長線或反向延長線畫虛線（畫實線）3、畫力的力臂一、杠桿的概念：F1F2L1L2O試著畫出各力和力臂oF1F2L1L2·畫出圖中杠桿各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O思考討論：2、杠桿是否都是直的？1、力臂是一定在杠桿上嗎？3、若一力作用在杠桿上，作用點不變，但作用方向改變，力臂是否改變？不一定杠桿可以是直的，也可以是彎的要改變二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

1．杠桿平衡：問題：杠桿在滿足什么條件時才會平衡？實驗操作：指杠桿在動力和阻力的作用下處于靜止狀態(tài)或作緩慢勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

1．杠桿平衡：問題：杠桿在滿足什么條件時才會平衡？實驗操作：（1）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。指杠桿在動力和阻力的作用下處于靜止狀態(tài)或作緩慢勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。問題：為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？思考與討論杠桿兩端裝置兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用?為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢?作用是使杠桿在水平位置平衡·F1F2Ol1l2傾斜狀態(tài)時力臂不好測量·F1F2Ol1l2方便測量力臂思考與討論杠桿兩端裝置兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用?為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢?作用是使杠桿在水平位置平衡1、因為這樣力臂的數(shù)值在杠桿上就能直接讀出或量出。2、使杠桿的重心落在支點上，使杠桿的自重對杠桿的平衡不產(chǎn)生影響。二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

1．杠桿平衡：確保力臂在杠桿上，便于力臂的測量。問題：杠桿在滿足什么條件時才會平衡？實驗操作：（1）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。指杠桿在動力和阻力的作用下處于靜止狀態(tài)或作緩慢勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。問題：為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

實驗操作：（1）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。（2）杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

實驗操作：（1）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。（2）杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

實驗操作：（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。（4）在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為動力，通過在其他位置上用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.0521.50.230.1330.120.154)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)分析假設(shè)一：假設(shè)二：假設(shè)三：假設(shè)四：F1+L1=F2+L2F1–L1=F2–L2F1/L1=F2/L2F1·L1=F2·L2哪種個假設(shè)成立？驗證猜想：F1·L1=F2·L2二、杠桿的平衡條件2．探究杠桿的平衡條件

實驗次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m動力

動力臂/(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求出各次實驗中動力×動力臂和阻力×阻力臂的值，然后思考杠桿的平衡條件。0.10.10.30.30.30.3杠桿平衡時，動力×動力臂=阻力×阻力臂進行多次實驗的目的：找到普遍規(guī)律，避免實驗的偶然性。

動力×

動力臂＝阻力×

阻力臂5）分析與論證：

（阿基米德的杠桿原理）用字母表示為:結(jié)論：杠桿的平衡條件：當(dāng)杠桿平衡時，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。或二、杠桿的平衡條件2．探究杠桿的平衡條件

練一練1)l1＝3l2，F(xiàn)1是F2的＿＿＿倍；F1:F2＝2:5，l1:l2＝＿＿。2)l1:l2＝4:3，F(xiàn)2＝60N，F(xiàn)1＝＿＿＿。3)F1＝15N，F(xiàn)2＝75N，l1＝15cm，l2＝＿＿＿。1／35:245N3cm如圖所示，要使杠桿處于平衡狀態(tài)，在A點分別作用的四個力中，最小的是(

)A．F1

B．F2

C．F3

D．F4L1L2L3L4當(dāng)阻力×阻力臂一定時，動力臂越長，動力越小。C三、生活中的杠桿請仔細觀察，利用撬棒撬石頭時，它的動力臂和阻力臂，哪個更長呢？我們在使用時，是省力了？還是費力了呢？F1F2l1l2o由F1L1=F2L2

得：∵L1

>L2∴F1<F2這是省力杠桿動力臂大于阻力臂，動力小于阻力。在生活中，你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是省力杠桿？

1．省力杠桿：特點：省力三、生活中的杠桿：動力臂大于阻力臂，動力小于阻力。在生活中，你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是省力杠桿？

我們在使用省力杠桿時，得到了省力的利益，同時我們又付出了怎樣的代價呢？

1．省力杠桿：特點：省力費距離三、生活中的杠桿：使用費力的杠桿，有什么好處呢？請注意觀察，賽艇的船漿在劃水時，它的動力臂和阻力臂，哪個更長呢？我們在使用時，是省力了？還是費力了呢？由F1L1=F2L2

得：∵L1<L2∴F1

>F2這是費力杠桿三、生活中的杠桿：三、生活中的杠桿：

2．費力杠桿：

特點：在生活中，你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是費力杠桿？動力臂小于阻力臂，動力大于阻力。費力三、生活中的杠桿：

2．費力杠桿：

特點：在生活中，你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是費力杠桿？使用費力杠桿，雖然費了力，但卻省了動力作用點移動的距離。動力臂小于阻力臂，動力大于阻力。費力省距離三、生活中的杠桿：

3．等臂杠桿：

特點：動力臂等于阻力臂，動力等于阻力。物理實驗室中，我們使用的天平就是等臂杠桿。托盤天平物理天平不省力，也不省距離1．下列工具在正常使用中，屬于費力杠桿的是（）[練一練]A．啟瓶器B．切紙鍘刀C．食品夾D．羊角錘C2、一根均勻銅絲，在中點處支住它剛好平衡，現(xiàn)將其右端從中對折起來，如圖所示，則杠桿（）A)仍平衡；B)左端下降；C)右端下降；D)無法判斷。

B

3．如圖所示，分別沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠桿平衡，關(guān)于三個力的大小，下列說法正確的是（）

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．三個力的大小相等BF3F1F2OL1L3L24．小陽同學(xué)在做“探究杠桿平衡條件”的實驗時，他把杠桿掛在支架上，發(fā)現(xiàn)左端向下傾斜。（1）若使杠桿在

位置平衡，需把平衡螺母向

端調(diào)節(jié)。（2）如果在杠桿的A處掛三個相同的鉤碼，則在B處要掛

個同樣的鉤碼，杠桿才能重新位置平衡。（3）若在C處掛6

N的鉤碼，用彈簧測力計作用在B點，要使杠桿在水平位置平衡，最小拉力的方向應(yīng)該

，此時彈簧測力計的示數(shù)為

。水平右2OACB豎直向上2N5、一根蠟燭截成長度不同的兩段豎立在杠桿的兩邊，如圖且杠桿平衡，若同時點燃蠟燭（設(shè)燃燒速度相同），則杠桿的

端將翹起。右F1L1=F2L2(F1-F)L1-(F2-F)L2=

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

L1L26、有一根杠桿，動力為1000N，阻力為3000N，動力臂為1.5m，此時杠桿恰好平衡，求：它的阻力臂為多少？解：根據(jù)杠桿的平衡條件：

F1L1＝F2L2

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

F1=G1＝600NF2=G2＝200N根據(jù)杠桿的平衡條件：F1L1＝F2L2將①代入得

F1L1＝F2(L－L1）L1=