粵教滬科版八年級(jí)物理下冊(cè)6.5《探究杠桿的平衡條件》

1、6.56.5探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件 在生活、生產(chǎn)中，人們常常用撬棒撬物、建筑工地在生活、生產(chǎn)中，人們常常用撬棒撬物、建筑工地常用塔吊等，這其中有什么奧秘？讓我們從你們兒時(shí)常用塔吊等，這其中有什么奧秘？讓我們從你們兒時(shí)的蹺蹺板開(kāi)始進(jìn)行研究。的蹺蹺板開(kāi)始進(jìn)行研究。小時(shí)候，你們都玩過(guò)蹺蹺板。觀察課文圖6-37所示的情景后，討論下，大人和小朋友分別坐在蹺蹺板兩側(cè)，怎樣才能使蹺蹺板保持水平呢？讓我們首先從認(rèn)識(shí)杠桿開(kāi)始來(lái)探究吧。讓我們首先從認(rèn)識(shí)杠桿開(kāi)始來(lái)探究吧。一. 認(rèn)識(shí)杠桿1. 什么是杠桿？什么是杠桿？這些都應(yīng)用了杠桿原理這些都應(yīng)用了杠桿原理提問(wèn)：提問(wèn)：1 .2 .3.固定點(diǎn)繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)硬

2、棒歸納結(jié)論歸納結(jié)論在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，物理學(xué)中叫杠桿杠桿.讓我想一想?提問(wèn)：在現(xiàn)實(shí)生活中，你還能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢？返回3. 支點(diǎn)支點(diǎn)OF1F2支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用OO表示。表示。動(dòng)力：動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F1F1表示。表示。動(dòng)力臂：動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的距離，用從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的距離，用L1L1表示。表示。阻力：阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F2F2表示。表示。阻力臂：阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離，用從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的距離，用L2L2表示。表示。動(dòng)力臂L1阻力臂阻力臂L2請(qǐng)作出下

3、列杠桿的動(dòng)力臂請(qǐng)作出下列杠桿的動(dòng)力臂L1與阻力臂與阻力臂L2OL2L1F1F2F1F2OL1L2F1F2OL2L1與數(shù)學(xué)中經(jīng)過(guò)直線(xiàn)外的一與數(shù)學(xué)中經(jīng)過(guò)直線(xiàn)外的一點(diǎn)作該直線(xiàn)的垂線(xiàn)的作圖點(diǎn)作該直線(xiàn)的垂線(xiàn)的作圖方法一樣。方法一樣。練一練：請(qǐng)同學(xué)們作出27頁(yè)圖a、b、d、e、f的各力的力臂。2 杠桿是否都是直的？杠桿是否都是直的？1 力臂是一定在杠桿上嗎？力臂是一定在杠桿上嗎？3 若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但 作用方向改變，力臂是否改變？作用方向改變，力臂是否改變？答：不是答：不是答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：要改變答：要改變

4、想一想?什么是杠桿的平衡？當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí)，或作緩慢地勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們說(shuō)杠桿平衡了。買(mǎi)菜唉！怎樣才使它平衡以蹺蹺板為例子，提出問(wèn)題，左邊學(xué)生以蹺蹺板為例子，提出問(wèn)題，左邊學(xué)生怎樣才能夠?qū)⒂疫厡W(xué)生蹺起來(lái)？怎樣才能夠?qū)⒂疫厡W(xué)生蹺起來(lái)？復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化激發(fā)學(xué)生興趣激發(fā)學(xué)生興趣簡(jiǎn)化法簡(jiǎn)化法介紹實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)器材介紹實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)器材為了便于探究蹺蹺板怎樣成水平狀態(tài)，可以對(duì)它進(jìn)行簡(jiǎn)化，如下圖 為了便于為了便于探究蹺蹺板怎探究蹺蹺板怎樣才能成水平樣才能成水平狀態(tài)，可以對(duì)狀態(tài)，可以對(duì)它進(jìn)行簡(jiǎn)化。它進(jìn)行簡(jiǎn)化。 用帶有等用帶有等分刻度的均質(zhì)分刻度的均質(zhì)木尺代替蹺蹺木尺代替蹺蹺板，用鉤

5、碼代板，用鉤碼代替人。替人。實(shí)驗(yàn)：探究杠桿的平衡條件1 提出問(wèn)題：杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？2 猜想與假設(shè)：猜想一：猜想二：F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L23、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(shí)，在 水平位置呢?歸納結(jié)論作用是調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡作用是調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡1、避免杠桿自重對(duì)平衡的影響；、避免杠桿自重對(duì)平衡的影響；2、方便在杠桿上直接讀出力臂。方便在杠桿上直接讀出力臂。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)次次數(shù)數(shù)動(dòng)力動(dòng)力F F1 1/N/N動(dòng)力動(dòng)力臂臂L L1 1/cm/cm動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力臂動(dòng)力臂N.cm

6、N.cm阻力阻力F F2 2/N/N阻力阻力臂臂L L2 2/cm/cm阻力阻力阻力臂阻力臂N.cm N.cm 1 1 2 2 3 3 提問(wèn): 你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與你的假設(shè) 一致嗎?你的結(jié)論是什么?總之,杠桿的平衡條件是F F1 1 L L1 1=F=F2 2 L L2 2例題例題1 1：如上圖中的男孩重如上圖中的男孩重500N500N，女孩重，女孩重350N350N，當(dāng)男孩離，當(dāng)男孩離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸70Cm70Cm時(shí)，女孩應(yīng)該坐在哪里才時(shí)蹺蹺板平時(shí)，女孩應(yīng)該坐在哪里才時(shí)蹺蹺板平衡。衡。已知：已知：F2=500N，L2=70cm=0.7m，F(xiàn)1=250N求：求：L1=？解：根據(jù)杠桿平衡條件

7、解：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，得，得L1=F2L2/F1=500NX0.7m350N=1m答：女孩應(yīng)該坐在離轉(zhuǎn)軸答：女孩應(yīng)該坐在離轉(zhuǎn)軸1m處。處。三 思考與討論v你能說(shuō)出“小小稱(chēng)砣能壓千斤”的道理嗎?理發(fā)剪刀和鐵匠用的剪刀有何區(qū)別? 你知道擰松生銹的螺帽要用一段水管套在板手柄上的道理嗎?杠桿的應(yīng)用杠桿的應(yīng)用F F1 1F F2 2動(dòng)力臂動(dòng)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 1ll2 2 F F1 1 F F2 2這是省力杠桿這是省力杠桿省力杠桿省力杠桿h hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4

8、hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1A AB B可見(jiàn)，省力杠桿雖然省力，但費(fèi)了距離可見(jiàn)，省力杠桿雖然省力，但費(fèi)了距離省力杠桿的特點(diǎn)省力杠桿的特點(diǎn)省力杠桿省力杠桿F F2 2F F1 1動(dòng)力臂動(dòng)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這是費(fèi)力杠桿這是費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿F F2 2F F1 1h hS=4hS=4hA AB BA AB

9、 BF F2 2F F1 1O Oh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4hh hS=4hS=4h可見(jiàn)，費(fèi)力杠桿雖然費(fèi)了力，但可以省距離可見(jiàn)，費(fèi)力杠桿雖然費(fèi)了力，但可以省距離費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿F F2 2F F1 1動(dòng)力臂動(dòng)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這這是是等臂等臂杠桿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(diǎn)等臂杠桿的特點(diǎn)小結(jié)小結(jié)省力杠桿的特點(diǎn)省力杠桿的特

10、點(diǎn) A A 動(dòng)力臂大于阻力臂動(dòng)力臂大于阻力臂 B B 省力但是費(fèi)距離省力但是費(fèi)距離費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)費(fèi)力杠桿的特點(diǎn) A A 動(dòng)力臂小于阻力臂動(dòng)力臂小于阻力臂 B B 費(fèi)力但是省距離費(fèi)力但是省距離等臂杠桿的特點(diǎn)等臂杠桿的特點(diǎn) A A 動(dòng)力臂等于阻力臂動(dòng)力臂等于阻力臂 B B 不省力也不省距離不省力也不省距離升華與提高升華與提高例2：如圖所示的彎曲杠桿A端吊一重物G，要想在B端加一最小的力F，使AO(O為支點(diǎn))保持水平平衡，試畫(huà)出此力的方向和力臂。練一練：要想用一個(gè)最小的力，練一練：要想用一個(gè)最小的力，推著一個(gè)圓筒越過(guò)障礙物，試在推著一個(gè)圓筒越過(guò)障礙物，試在圖上畫(huà)出此力的作用點(diǎn)和方向。圖上畫(huà)出此力的作

11、用點(diǎn)和方向。小資料小資料 “給我一個(gè)立足點(diǎn)，我就能移動(dòng)地球。給我一個(gè)立足點(diǎn)，我就能移動(dòng)地球。”這是這是希臘科學(xué)家阿基米德的一句名言。實(shí)際上，用杠桿希臘科學(xué)家阿基米德的一句名言。實(shí)際上，用杠桿移動(dòng)地球是不可能的。但是這反映了阿基米镕發(fā)現(xiàn)移動(dòng)地球是不可能的。但是這反映了阿基米镕發(fā)現(xiàn)杠桿規(guī)律后的興奮心情。杠桿規(guī)律后的興奮心情。 幾乎每一臺(tái)機(jī)器中都少不了江桿，就是在人體幾乎每一臺(tái)機(jī)器中都少不了江桿，就是在人體中也有許許多多的杠桿在起作用。拿起一件東西，中也有許許多多的杠桿在起作用。拿起一件東西，彎一下腰，甚至翹一下腳尖都是人體的杠桿在起作彎一下腰，甚至翹一下腳尖都是人體的杠桿在起作用，了解了人體的杠桿

12、不僅可以增長(zhǎng)物理知識(shí)，還用，了解了人體的杠桿不僅可以增長(zhǎng)物理知識(shí)，還能學(xué)會(huì)許多生理知識(shí)。能學(xué)會(huì)許多生理知識(shí)。小資料小資料 點(diǎn)一下頭或抬一下頭是靠杠桿的點(diǎn)一下頭或抬一下頭是靠杠桿的作用作用(見(jiàn)圖見(jiàn)圖)，杠桿的支點(diǎn)在脊柱之頂，杠桿的支點(diǎn)在脊柱之頂，支點(diǎn)前后各有肌肉，頭顱的重量是阻支點(diǎn)前后各有肌肉，頭顱的重量是阻力。支點(diǎn)前后的肌肉配合起來(lái)，有的力。支點(diǎn)前后的肌肉配合起來(lái)，有的收縮有的拉長(zhǎng)配合起來(lái)形成低頭仰頭，收縮有的拉長(zhǎng)配合起來(lái)形成低頭仰頭，從圖里可以看出來(lái)低頭比仰頭要省力。從圖里可以看出來(lái)低頭比仰頭要省力。小資料小資料 當(dāng)曲肘把重物舉起來(lái)的當(dāng)曲肘把重物舉起來(lái)的時(shí)候，手臂也是一個(gè)杠桿時(shí)候，手臂也是一個(gè)杠桿(如如圖圖)。肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn)，支點(diǎn)左。肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn)，支點(diǎn)左右都有肌肉。這是一種費(fèi)力右都有肌肉。這是一種費(fèi)力杠桿，舉起一份的重量，肌杠桿，舉起一份的重量，肌肉要化費(fèi)肉要化費(fèi)6倍以上的力氣，雖倍以上的力氣，雖然費(fèi)力，但是可以贏得速度。然費(fèi)力，但是可以贏得速度。