探究杠桿的平衡條件

1、.探究杠桿的平衡條件教師：李茂成.（1） 提出問題： 杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？存在著怎樣的關(guān)系？（2）猜想與假設(shè)：假設(shè)假設(shè)1：假設(shè)假設(shè)2：假設(shè)假設(shè)3：假設(shè)假設(shè)4：F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L22. 杠桿的平衡條件.還有其他假設(shè)嗎？還有其他假設(shè)嗎？F12+L12=F22+L22F13+L13=F23+L23 . 調(diào)節(jié)杠桿兩端調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在的螺母，使杠桿在不掛鉤碼時不掛鉤碼時，保持，保持水平并靜止，達(dá)到水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)。 給給杠桿兩端掛上

2、不同數(shù)量的鉤碼杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移移動鉤碼動鉤碼的位置，使的位置，使杠桿平衡杠桿平衡。這是杠桿兩。這是杠桿兩端受到的作用力等于各自鉤碼的重量。端受到的作用力等于各自鉤碼的重量。（3） 制定計劃與設(shè)計實驗：. 調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。螺母螺母（4） 進(jìn)行實驗：杠桿向杠桿向右右偏，則將平衡螺母往偏，則將平衡螺母往左左調(diào)。調(diào)。杠桿向杠桿向左左偏，則將平衡螺母往偏，則將平衡螺母往右右調(diào)。調(diào)。. 在杠桿兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤在杠桿兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡。然后把碼的位置，使杠桿在水平位置

3、重新平衡。然后把實驗數(shù)據(jù)填入表中。實驗數(shù)據(jù)填入表中。F2F1L2L1. 改變力和力臂的數(shù)值，再做兩次改變力和力臂的數(shù)值，再做兩次實驗，把實驗數(shù)據(jù)填入表中。實驗，把實驗數(shù)據(jù)填入表中。實驗次數(shù)實驗次數(shù)動力動力F1/N動力臂動力臂l1/m阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/m12320.1530.150.08100.04100.150.2. 求出各次實驗中求出各次實驗中動力動力動力臂動力臂和和阻力阻力阻阻力臂力臂的值，然后思考杠桿的平衡條件。的值，然后思考杠桿的平衡條件。實驗實驗次數(shù)次數(shù)動力動力F1/N動力臂動力臂l1/m動力動力 動力臂動力臂 阻力阻力F2/N阻力臂阻力臂l2/m阻力阻力 阻力臂阻力

4、臂12320.1530.150.08100.04100.150.20.30.30.40.411.杠桿的平衡條件是：（5） 得出結(jié)論：動力動力動力臂阻力動力臂阻力阻力臂阻力臂或?qū)懽鳎夯驅(qū)懽鳎?F1L1 F2L2即：杠桿的平衡取決于力和力臂的乘積。阿基米德杠桿原理.上面的關(guān)系也可以寫成下面的形式：阻力阻力 動力臂動力臂動力動力 阻力臂阻力臂或或F1 L2F2 L1動力動力 阻力臂阻力臂阻力阻力 動力臂動力臂或或F1 L2F2 L1.杠桿兩端可調(diào)節(jié)的平衡螺母，起什么作用杠桿兩端可調(diào)節(jié)的平衡螺母，起什么作用? ?為什么要求杠桿靜止時，在水平位置為什么要求杠桿靜止時，在水平位置? ? 平衡螺母調(diào)節(jié)杠桿自

5、身的平衡。力臂的數(shù)值在杠桿上可以直接讀出或量出。（6）交流與合作：掛鉤碼后，能不能再調(diào)節(jié)平衡螺母？掛鉤碼后，能不能再調(diào)節(jié)平衡螺母？ 不能。. 3. 杠桿的應(yīng)用（1）根據(jù)杠桿平衡條件：）根據(jù)杠桿平衡條件： F1L1=F2L2 若若L1L2，則，則 F1F2。 此杠桿為此杠桿為省力杠桿省力杠桿。省力杠桿特點：省力但要省力杠桿特點：省力但要費距離費距離。. 手通過的距離比刀口通過的距離大，要手通過的距離比刀口通過的距離大，要多移動距離。多移動距離。省力杠桿鍘刀.省力杠桿道釘撬羊角錘起子鉗子手動抽水機(jī).（2）根據(jù)杠桿平衡條件：）根據(jù)杠桿平衡條件： F1L1=F2L2 若若L1F2。此杠桿為此杠桿為費力

6、杠桿費力杠桿。費力杠桿特點：費力但可以費力杠桿特點：費力但可以省距離省距離。. 手通過的距離比煤或魚通過的距離少得多，手通過的距離比煤或魚通過的距離少得多，可以省距離?？梢允【嚯x。鐵鍬釣魚竿費力杠桿.費力杠桿縫紉機(jī)腳踏板起重機(jī)剪刀鑷子人的胳膊筷子.（3）根據(jù)杠桿平衡條件：）根據(jù)杠桿平衡條件： F1L1=F2L2 若若L1=L2，則，則 F1=F2。此杠桿為此杠桿為等臂杠桿等臂杠桿。等臂杠桿特點：等臂杠桿特點：不省力也不省距離不省力也不省距離。阻力臂阻力臂L L2 2動力臂動力臂L L1 1O動力臂動力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2F1F2.4. 杠桿的種類：杠桿的種類： 省力杠桿省力杠

7、桿：L1L2，動力小于阻力，動力小于阻力特點：省力，但費距離。應(yīng)用：羊角錘特點：省力，但費距離。應(yīng)用：羊角錘 費力杠桿費力杠桿：L1L2，動力大于阻力，動力大于阻力特點：費力，但省距離。應(yīng)用：釣魚竿特點：費力，但省距離。應(yīng)用：釣魚竿 等臂杠桿等臂杠桿：L1L2 ，動力等于阻力，動力等于阻力特點：不省力也不費力。應(yīng)用：天平特點：不省力也不費力。應(yīng)用：天平3. 杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件： 動力動力臂阻力阻力臂F1L1 F2L2小結(jié)小結(jié).鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 1. 力臂是一定在杠桿上嗎？力臂是一定在杠桿上嗎？答：不是。F1F2L1L2. 3. 若力作用在杠桿上，作用點不變，但作若力作用在杠桿上，作

8、用點不變，但作用方向改變，力臂是否改變？用方向改變，力臂是否改變？答：改變。F1OL1L2F2. 4. 哪種剪紙方法省力？哪種剪紙方法省力？ 哪種剪紙方法省距離？哪種剪紙方法省距離？. 1. 蹬自行車腳踏板時蹬自行車腳踏板時,如果只向下用力，則如果只向下用力，則當(dāng)腳踏板在水平位置時，動力臂最大，這時用力當(dāng)腳踏板在水平位置時，動力臂最大，這時用力效果最好。效果最好。 2. 剪較硬的物體阻力較大，要用動力臂比阻剪較硬的物體阻力較大，要用動力臂比阻力臂長的剪刀，即教材圖力臂長的剪刀，即教材圖13.4-9中間的這種。中間的這種。. 剪紙或布時，阻力不很大，用圖剪紙或布時，阻力不很大，用圖13.4-9左

9、邊左邊的這兩種動力臂較短的剪刀，完成一次剪裁動的這兩種動力臂較短的剪刀，完成一次剪裁動作，可以剪裁較長的紙或布，加快剪切速度。作，可以剪裁較長的紙或布，加快剪切速度。修剪樹枝時，一方面樹枝較硬、阻力較大，這修剪樹枝時，一方面樹枝較硬、阻力較大，這就要求動力臂要長，阻力臂要短；另一方面，就要求動力臂要長，阻力臂要短；另一方面，為了加快修剪速度，剪切整齊，要求剪刀刀口為了加快修剪速度，剪切整齊，要求剪刀刀口要長，就要用圖要長，就要用圖13.4-9右邊的這種動力臂較長、右邊的這種動力臂較長、阻力臂較短，同時刀口較長的剪刀。阻力臂較短，同時刀口較長的剪刀。. 4. 指甲剪上有三個杠桿。手把部分是一個省指甲剪上有三個杠桿。手把部分是一個省力杠桿，刀口部分是兩個費力杠桿。力杠桿，刀口部分是兩個費力杠桿。 用剪刀剪物體時，被剪物體的具體位置不用剪刀剪物體時，被剪物體的具體位置不同，阻力臂的大小也不同，動力的大小也會變同，阻力臂的大小也不同，動力的大小也會變化。不能說動力一定大于或一定小于阻力，一化。不能說動力一定大于或一定小于阻力，一般是根據(jù)軸到手柄的距離來粗略地判斷某種剪般