101探究杠桿的平衡條件

1、教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)認(rèn)識杠桿認(rèn)識杠桿杠桿的五要素杠桿的五要素力臂的畫法力臂的畫法實驗探究：杠桿的平衡條件實驗探究：杠桿的平衡條件10.1探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件杠桿的分類杠桿的分類一、認(rèn)識杠桿討論交流：杠桿有什么共同特征呢？討論交流：杠桿有什么共同特征呢？討論交流：杠桿有什么共同特征呢？討論交流：杠桿有什么共同特征呢？v1、受到、受到力的作用力的作用下下v2、繞、繞固定點固定點轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動v3、硬硬棒棒v在力的作用下，能繞某一固定點轉(zhuǎn)動的硬棒（直棒或曲在力的作用下，能繞某一固定點轉(zhuǎn)動的硬棒（直棒或曲棒），叫做棒），叫做杠桿。杠桿。歸納總結(jié)：杠桿的定義？歸納總結(jié)：杠桿的定義？生活中的杠桿生活

2、中的杠桿v 教室里有杠桿嗎教室里有杠桿嗎 ？生活中有哪些杠桿？生活中有哪些杠桿？v 你能舉出哪些杠桿的實例嗎？你能舉出哪些杠桿的實例嗎？舉例舉例 當(dāng)曲肘把重物舉起來的時當(dāng)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(guān)節(jié)是支點。肘關(guān)節(jié)是支點。當(dāng)你抬腳跟的時候，是腳跟后面當(dāng)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。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：人體杠桿二、認(rèn)識杠桿的五要素二、認(rèn)識杠桿的五要素杠桿的五要素杠桿的五

3、要素1. 支點：支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點。杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點。O2. 動力：動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。使杠桿轉(zhuǎn)動的力。F F1 13. 阻力：阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。F F2 2杠桿示意圖:F F2 2阻力阻力O支點支點杠桿繞著轉(zhuǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點動的固定點使杠桿轉(zhuǎn)使杠桿轉(zhuǎn)動的力動的力阻礙杠桿阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力轉(zhuǎn)動的力F F1 1動力動力思考：思考：v為什么不直接搬動石塊？使用杠桿有什么好處？為什么不直接搬動石塊？使用杠桿有什么好處？為什么杠桿有這樣的好處呢？為什么杠桿有這樣的好處呢？4. 動力臂：動力臂：從支點到動力作用線的距從支點到動力作用線的距離。離。 L L1 15.

4、 阻力臂：阻力臂：從支點到阻力作用線的距從支點到阻力作用線的距離。離。 L L2 2力臂力臂：指支指支點點到力的作用到力的作用線線的的垂線垂線。杠桿的五要素杠桿的五要素杠桿示意圖:F F2 2阻力阻力L L1 1動力臂動力臂L L2 2阻力臂阻力臂動力作用線動力作用線阻力作用線阻力作用線O支點支點杠桿繞著轉(zhuǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點動的固定點使杠桿轉(zhuǎn)使杠桿轉(zhuǎn)動的力動的力阻礙杠桿阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力轉(zhuǎn)動的力支點到動支點到動力作用線力作用線的距離的距離支點到阻支點到阻力作用線力作用線的距離的距離動力動力F F1 1三、力臂的畫法三、力臂的畫法線：找力所在的直線垂線：做點到線的垂線標(biāo)注：標(biāo)垂足、力臂點：找支點

5、杠桿示意圖:F F2 2L L1 1L L2 2OF F1 1強調(diào)注意強調(diào)注意AOBF1L2L1支點處用支點處用O標(biāo)記，動力和阻力的作用點在杠桿上。標(biāo)記，動力和阻力的作用點在杠桿上。力力臂是支點到力的作用線的垂線，臂是支點到力的作用線的垂線，力臂和力的作用線用虛線表示，且力臂的長度應(yīng)該用大括號力臂和力的作用線用虛線表示，且力臂的長度應(yīng)該用大括號標(biāo)記；垂直的地方應(yīng)有垂足；標(biāo)記；垂直的地方應(yīng)有垂足；F2杠桿示意圖的作法杠桿示意圖的作法杠桿示意圖的作法杠桿示意圖的作法L1F1L2F2例題：畫出下圖杠桿的支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O Ov什么是杠桿

6、平衡？什么是杠桿平衡？ 當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下，當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)處于靜止?fàn)顟B(tài)，我，我們說杠桿平衡了。們說杠桿平衡了。二、實驗探究：杠桿的平衡條件二、實驗探究：杠桿的平衡條件v實驗器材實驗器材 帶有刻度的帶有刻度的杠桿杠桿、支架臺支架臺、若干個、若干個鉤碼鉤碼等等等等杠桿杠桿平衡平衡螺母螺母探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件 在實驗前在實驗前,是否也要調(diào)節(jié)杠桿在水平位是否也要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡置平衡?為什么？為什么？討論：討論： 實驗前，使杠桿在實驗前，使杠桿在水平水平位置位置平衡，平衡，1.便于直接在杠桿上讀出便于直接在杠桿上讀出力臂的值力臂的值，2.避免杠桿

7、自身的重力的避免杠桿自身的重力的影響。影響。AB探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件實驗步驟：實驗步驟：1.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。2.在杠桿的兩側(cè)掛上適量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤在杠桿的兩側(cè)掛上適量的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼位置，使杠桿在水平位置平衡，記錄碼位置，使杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。3.改變鉤碼數(shù)量或位置，重復(fù)上面的步驟，改變鉤碼數(shù)量或位置，重復(fù)上面的步驟，得出得出三組三組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。實驗次數(shù)F1/NL1/mF2/NL2/m1 10.50.50.20.22 20.050.052 21.51.50.10.11 10.150.153 32 20.10.11 10.20.2杠

8、桿的平衡條杠桿的平衡條 動力動力動力臂動力臂= =阻力阻力阻力臂阻力臂F1L1=F2L2杠杠杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件OL1=9mL2=0.1mF1=200NF2杠桿的平衡條件應(yīng)用杠桿的平衡條件應(yīng)用例題例題：求大：求大象的質(zhì)量？象的質(zhì)量？由由F F1 1L1 1F F2 2L2 2 得：得：解解：F F2 2= =F F1 1L1 1L2 2= =200N200N9m9m0.1m=1.8=1.810104 4N Nm m= =F F2 2g g= =10Nkg11.81.810104 4N N=1.8=1.810103 3kg kg = = 1.8t1.8t 答：大象的質(zhì)量為1.8t。1.兩

9、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D杠桿的分類杠桿的分類杠桿平衡條件杠桿平衡條件：F F1 1L1 1F F2 2L2 2 三類杠桿：三類杠桿：若若L1 1L2 2，則，則F F1 1 F F2 2若若L1 1= = L2 2，則，則F F1 1 F F2 2若若L1 1L2 2，則，則F F1 1 F F2 2省力杠桿省力杠桿等臂杠桿等臂杠桿費力杠桿費力杠

10、桿小結(jié)：小結(jié)：判斷杠桿的類型，實際就是比較判斷杠桿的類型，實際就是比較動力動力臂和阻力臂臂和阻力臂的大小的大小生活生活物理物理社會社會思考：思考：什么情況下，人們會選用費力杠桿？什么情況下，人們會選用費力杠桿？ 使用費力杠桿有什么好處？使用費力杠桿有什么好處？ 當(dāng)當(dāng)阻力比較小阻力比較小時，人們會選用費力杠桿。時，人們會選用費力杠桿。使用費力杠桿會使用費力杠桿會省距離省距離，很方便。，很方便。生活中的剪刀生活中的剪刀省省力力杠杠桿桿 F1F2L2L1 F1 L1 = F2 L2 ， 又又 L1 L2 F1 F2省省力力杠杠桿桿的的應(yīng)應(yīng)用用：我們需要用費力杠桿嗎？它有什么好處？我們需要用費力杠桿嗎

11、？它有什么好處？杠桿的分類杠桿的分類請對下列器具應(yīng)用的杠桿進行分類：請對下列器具應(yīng)用的杠桿進行分類：等臂杠桿等臂杠桿費力杠桿費力杠桿費力杠桿費力杠桿省力杠桿省力杠桿費力杠桿費力杠桿杠桿的分類杠桿的分類請對下列器具應(yīng)用的杠桿進行分類：請對下列器具應(yīng)用的杠桿進行分類：省力杠桿省力杠桿費力杠桿費力杠桿費力杠桿費力杠桿費力杠桿費力杠桿省力杠桿省力杠桿費力杠桿費力杠桿v（2009上海）在圖所示的簡單機械中，屬于費上海）在圖所示的簡單機械中，屬于費力杠桿的是力杠桿的是 （ ） A翹棒翹棒B鑷子鑷子C鍘刀鍘刀D開瓶器開瓶器本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié) 今天學(xué)到了什么？最后，我們今天學(xué)到了什么？最后，我們總總結(jié)下本節(jié)課結(jié)

12、下本節(jié)課所所學(xué)學(xué)的內(nèi)容。的內(nèi)容。典型例題典型例題1：最小力問題：最小力問題畫出杠桿畫出杠桿A點最小的動力點最小的動力 。 F1B 最長力臂的畫法最長力臂的畫法: :連接支點和力的作用點連接支點和力的作用點最小力的畫法：力臂最長最小力的畫法：力臂最長使杠桿平衡最小力的作法：使杠桿平衡最小力的作法：1.在杠桿上找離支點最遠的點作為力的在杠桿上找離支點最遠的點作為力的作用點作用點2.把該點與支點連接的線段作為力臂把該點與支點連接的線段作為力臂3.對應(yīng)的力最?。ㄗ⒁饬Φ姆较颍?yīng)的力最?。ㄗ⒁饬Φ姆较颍┓椒ㄐ〗Y(jié)：方法小結(jié)：例題、例題、為了把下面的一個圓木推上臺階，為了把下面的一個圓木推上臺階，請你畫出

13、所使用的最小力的示意圖請你畫出所使用的最小力的示意圖OF1.2.畫出在畫出在A點把釘子拔出來所施加的最小力。點把釘子拔出來所施加的最小力。 F 最長力臂的畫法最長力臂的畫法: :連接支點和力的作用點連接支點和力的作用點最小力的畫法：力臂最長最小力的畫法：力臂最長題型題型2：杠桿平衡實驗變式：杠桿平衡實驗變式：v1、力過支點，能否使杠桿轉(zhuǎn)動、力過支點，能否使杠桿轉(zhuǎn)動v2、兩端抬粗細(xì)不同的木棒、兩端抬粗細(xì)不同的木棒v3、用彈簧測力計代替鉤碼（同側(cè)上拉、斜拉）、用彈簧測力計代替鉤碼（同側(cè)上拉、斜拉）v4、兩邊鉤碼同時移動、加減相同數(shù)量鉤碼、兩邊鉤碼同時移動、加減相同數(shù)量鉤碼在“研究杠桿平衡條件”的實

14、驗中：(1)所用的器材有彈簧測力計，支架，線，_和_.(2)實驗前,先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的_.使杠桿_.強調(diào)這一平衡位置的目的是_.(3)如圖所示的杠桿已處于平衡狀態(tài),若左端所掛重物的重力是1N,則彈簧測力計的示數(shù)_2N,因為彈簧測力計拉力的力臂_OA的長度(均填“大于”、“小于”或“等于”).如果要在杠桿上直接可以讀出力臂值來計算,那么彈簧測力計應(yīng)沿_方向拉著杠桿.(4)該實驗得到的結(jié)論是:_鉤碼帶刻度的杠桿平衡螺母水平平衡便于直接在杠桿上讀出力臂的值大于小于豎直向上杠桿平衡時：動力動力臂=阻力阻力臂提高題提高題如圖所示，作用在杠桿一端的力由水如圖所示，作用在杠桿一端的力由水平逐漸變?yōu)樨Q直的過程

15、中，力平逐漸變?yōu)樨Q直的過程中，力F F在這個在這個過過程中如何變化（程中如何變化（ ） A. A. 變大變大 B. B. 變小變小 C. C. 不變不變 D. D. 先變大后變小先變大后變小FFv例題例題v如圖所示，杠桿上分別放著質(zhì)量不相等的兩個球，如圖所示，杠桿上分別放著質(zhì)量不相等的兩個球，杠桿在水平位置平衡，如果兩球同時向支點移動杠桿在水平位置平衡，如果兩球同時向支點移動相同距離，則杠桿（相同距離，則杠桿（ ）vA不能平衡，大球那端下沉不能平衡，大球那端下沉 B仍能平衡仍能平衡 vC不能平衡，小球那端下沉不能平衡，小球那端下沉 D無法判斷無法判斷2 2如圖所示，作用在杠桿一端且始終與如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力杠桿垂直的力F F，將杠桿緩慢地由位置，將杠桿緩慢地由位置A A拉至位置拉至位置B B，力，力F F在這個過程中（在這個過程中（ ） G GB BA AO OA. A. 變大變大 B. B.