探究杠桿平衡條件1

杠桿平衡條件的應(yīng)用知識(shí)與技能過(guò)程與方法情感態(tài)度與價(jià)值觀認(rèn)識(shí)杠桿。認(rèn)識(shí)杠桿的幾個(gè)概念。能從常見(jiàn)工具和簡(jiǎn)單機(jī)器中識(shí)別出杠桿。知道杠桿的平衡條件及其杠桿的一些應(yīng)用。經(jīng)歷繪制杠桿示意圖的過(guò)程，體會(huì)科學(xué)抽象的方法。觀察和操作杠桿，體會(huì)杠桿的作用。經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過(guò)程。學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、尋找數(shù)據(jù)間規(guī)律，從中歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一般方法。關(guān)心生活、生產(chǎn)、自然現(xiàn)象中杠桿的使用。樂(lè)于在周?chē)钪邪l(fā)現(xiàn)和分析各種杠桿，具有利用杠桿煩方便自己工作的意識(shí)。認(rèn)識(shí)科學(xué)探究中必須有合作精神。教學(xué)重、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：畫(huà)最小的力。杠桿平衡計(jì)算題。教學(xué)難點(diǎn)：尋找力臂。根據(jù)實(shí)物圖畫(huà)出杠桿示意圖l2OF1F2l2l1l1l2F1F2OOF2F1l1l1F2l2OF1OF2F1O

F2

F1

l2l1O

l1F1

F2

l2人體中的杠桿踮著腳尖為什么難以站穩(wěn)?ABCDEF圖1圖2問(wèn):圖1與圖2有何不同之處?圖1在水平位置,圖2不在水平位置問(wèn):圖1與圖2有何相同之處?都處于靜止?fàn)顟B(tài)杠桿的平衡狀態(tài)思考：怎么的杠桿才算平衡呢？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。F1F2l1l2=（或）杠桿的平衡狀態(tài)：靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿的平衡條件：F1l1=F2l2思考：1、在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，為什么先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？2、有用彈簧測(cè)力計(jì)作阻力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)為什么要豎直向上拉？如果彈簧測(cè)力計(jì)向上斜拉，它的讀數(shù)會(huì)發(fā)生怎樣的變化？3、在調(diào)好杠桿平衡之后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，是否需要再調(diào)整杠桿的平衡螺母？杠桿平衡的條件F1L1＝F2L2或F1L1F2L2＝杠桿的應(yīng)用中國(guó)古代對(duì)杠桿也有廣泛的使用古埃及人在建金字塔生活中的杠桿省力杠桿（動(dòng)力臂大于阻力臂）F2F1L1L2Oh2h1省力杠桿：Oh1＞h2省力、費(fèi)距離有何特點(diǎn)？費(fèi)力杠桿（動(dòng)力臂小于阻力臂）F2F1L1L2O費(fèi)力杠桿：h2h1O費(fèi)力、省距離h1＜h2有何特點(diǎn)？F2F1動(dòng)力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1<L2∴F1>

F2這是費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿：動(dòng)力臂等于阻力臂F2F1L1L2O什么時(shí)候使用等臂杠桿呢？L2＝L1Ｆ2＝F1F2F1動(dòng)力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1=

L2∴F1=

F2這是等臂杠桿等臂杠桿不省力，也不省距離等臂杠桿的特點(diǎn)4、杠桿的應(yīng)用：①當(dāng)l1＞l2時(shí)，F(xiàn)1＜F2省力杠桿②當(dāng)l1＜l2時(shí)，F(xiàn)1＞F2費(fèi)力杠桿③當(dāng)l1=l2時(shí)，F(xiàn)1=F2等臂杠桿如：鍘刀、起瓶器如：魚(yú)竿、筷子如：天平哪些杠桿是省力,哪些是費(fèi)力杠桿?舉例生活中的例子,并說(shuō)明原因討論：如何正確選用這些剪刀？為什么？ABCDEF下圖杠桿分別是哪種杠桿？O

F1

F2

l2l1費(fèi)力杠桿省力杠桿等臂杠桿ll省力杠桿F1

F2

l1l2它們是什么杠桿？想一想：為什么有的杠桿會(huì)費(fèi)力？設(shè) 計(jì)這種杠桿的目的是什么？P96例題：道釘橇有關(guān)尺寸如圖所示，若在A點(diǎn)豎直向下的作用200牛的力，道釘橇對(duì)道釘會(huì)產(chǎn)生多大的力？·F1F2OL1L21.2米6厘米如果這個(gè)力還不能將道釘拔出，在保持手的作用力大小和作用點(diǎn)不變的情況下采用什么方法可以增大道釘橇對(duì)道釘?shù)淖饔昧Γ?．如圖所示,某同學(xué)在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)?？蓪⑺暈橐粋€(gè)杠桿。他的重心在A點(diǎn),重力為500牛,那么他將身體撐起，雙手對(duì)地面的壓力至少＿＿＿。若他在1分鐘內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4米，則他的功率至少為＿＿＿瓦。

300牛60結(jié)束1。有一根杠桿，動(dòng)力為1000N，阻力為3000N，動(dòng)力臂為1.5m，求：它的阻力臂為多少？已知：F1＝1000NF2＝3000NL1＝1.5m求：L2＝？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.2。一根輕質(zhì)扁擔(dān)長(zhǎng)1.8m，前后兩端分別掛上重600N和200N的貨物，問(wèn)：人肩應(yīng)挑在離前端多遠(yuǎn)處才能使扁擔(dān)平衡？F1=G1＝600NF2=G2＝200NOL1L2L=1.8m根據(jù)L1＋L2＝1.8m得出L2=1.8m－L1根據(jù)杠桿的平衡條件：F1L1＝F2L2600NXL1＝200NX(1.8m－L1）得：L1=0.45m解:設(shè)肩的前端為動(dòng)力F1和動(dòng)力臂L1答：人肩應(yīng)挑在離前端0.45m處才能使扁擔(dān)平衡。例題1：如圖，一輕質(zhì)桿OA一端固定在豎直墻上，可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，已知0A=30cm，OB=20cm,在A點(diǎn)處懸掛一重物G，質(zhì)量為2kg，若在B處施一豎直向上的拉力F，使杠桿在水平線上平衡，此時(shí)拉力F為多少？

BAOFL2L1解：F2=G=mg=2Kg×10N/Kg=20N由F1L1＝F2L2，得：F2L2＝F1L120N×30cm20cm＝=30N答：此時(shí)拉力F為30N例題2：如圖：OA=2OB，物體重為60N，不計(jì)杠桿自身重力，繩與桿的夾角為30℃，則繩的拉力為多少？OBAF1L1L2解：在直角三角形OAC中 ∠OAC=300L1=1/2OA,L2=OB=1/2OAL1=L2由F1.L1=F2.L2知F1=F2=G=60NC答：此時(shí)繩的拉力F為60N考考你計(jì)算8、杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力為10N，阻力為40N，動(dòng)力臂為0.4m求阻力臂。9、一條扁擔(dān)長(zhǎng)1.4m左端掛300N重的物體，右端掛400N重的物體，問(wèn)人肩能挑距左端多遠(yuǎn)的地方，扁擔(dān)才能處于水平平衡？練習(xí)一：ABCDAB

CD下列個(gè)杠桿是省力的（）A練習(xí)二：BCDABC下列哪個(gè)杠桿是省距離的（）D1.如圖4,杠桿處于平衡狀態(tài),F的力臂是什么?2.如圖5,某一同學(xué)由圖得出F1×OA=F2×OB,這個(gè)結(jié)論對(duì)嗎?為什么?練習(xí)三：尋找最小的力F1F2L1L2O力臂的畫(huà)法力臂：支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。1、先找點(diǎn)2、再畫(huà)力3、作垂線4、標(biāo)力臂步驟：例、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？什么時(shí)候力最?。看穑阂淖僃1OL1L2F2F3力臂最長(zhǎng)時(shí)力最小。L3畫(huà)最小的力步驟：1、確定支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)。2、連接支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)就是最長(zhǎng)的力臂。3、根據(jù)杠桿平衡條件，在力的作用點(diǎn)做與力臂垂直的線段就是最小的力。4、確定力的方向，在支點(diǎn)兩側(cè)方向相同在支點(diǎn)同側(cè)方向相反1、有一彎曲杠桿如圖，Ｏ為支點(diǎn)，在Ａ點(diǎn)掛一重物Ｇ，為使杠桿在圖中所示位置平衡，請(qǐng)?jiān)邳c(diǎn)Ｃ畫(huà)出所加最小力示意圖ＡＯＣＧF最小的力支點(diǎn)兩側(cè)方向反3、半徑為的Ｒ圓柱體截面如圖所示，現(xiàn)以Ａ點(diǎn)為支點(diǎn)將它推上高為Ｒ／２的臺(tái)階，請(qǐng)畫(huà)出所用最小推力示意圖ＡＲF最小的力4、如圖，想用最小的力將講桌左端抬起，畫(huà)出最小的力示意圖。AF最小的力F1F2動(dòng)力臂l1阻力臂l2O最小的力人施加于杠桿的力最小，F(xiàn)1的方向如何加？如圖所示，用撬棒撬起大石頭，向上、向下用力都可以，哪一種方式更省力？C為B、D的中點(diǎn)。請(qǐng)你具體說(shuō)明原因。

能力提升L上L下F2B如圖，杠桿上Ｂ點(diǎn)吊一重物，為使杠桿平衡，在Ａ點(diǎn)分別施加方向不同的力Ｆ１Ｆ２Ｆ３，其中最小的力是：（）Ａ：Ｆ１Ｂ：Ｆ２Ｃ：Ｆ３Ｄ：力大小相等ＧＦ１Ｆ２Ｆ３ＢＡ練習(xí)鞏固練習(xí)2。各式各樣的剪刀都是一對(duì)對(duì)杠桿，要剪開(kāi)較硬的物體，使用哪種剪刀最合適（

）

1。一根杠桿動(dòng)力臂與阻力臂之比是3:2,要使杠桿平衡,則動(dòng)力與阻力之比是______.2：3B3。在下圖的四個(gè)杠桿均處于平衡狀態(tài),各杠桿上懸掛的物體重G均相等,所需的力分別為F1、F2、F3、F4，其中最小的是()4。①剪鐵皮的剪子、②釣魚(yú)桿、③天平、④電工鉗,其中省力的杠桿是________省距離的杠桿________,等臂的杠桿是__________.1、4F132GGGG5。一根杠桿AB長(zhǎng)1m，支點(diǎn)距B端0.4m，現(xiàn)如圖所示在A端掛一個(gè)重200N的物體G1，若要使杠桿平衡，則要在B端掛一多重的物體G2？

300N6。左圖中輕棒OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA長(zhǎng)1.8m，在桿上距O點(diǎn)0.6m處的B點(diǎn)用繩掛一個(gè)重120N的物體G，若要使OA如左圖所示位置平衡，則在A點(diǎn)應(yīng)施加的最小力為_(kāi)____________N，試在右圖中由所給條件作出該力的圖示。20N7。如圖所示，重物G=400N，AB=20cm，BC=60cm，CD=60cm，求將重物G提起時(shí)所用的最小動(dòng)力（圖中裝置可繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)）。

80N

8。用扳手?jǐn)Q生銹的螺母時(shí)，工人師傅常在扳手柄上再套一節(jié)管子，如圖。這樣就可以比較容易地?cái)Q下螺母，這是因?yàn)椋ǎ〢、套上的管子較重，可以省些力B、套上的管子較粗，使用比較方便C、套上管子后可以用較大的力D、套上管子后增大了力D9。如圖，人體前臂可以視作杠桿，當(dāng)曲肘將手中重物舉起時(shí)，阻力臂大小將

（填“增大”或“減小”）減小

10、如圖所示，用一根自重可以忽略不計(jì)的撬棒撬動(dòng)石塊。若撬棒C點(diǎn)受到石塊的壓力是1500牛，且AB=1.5米，BC=0.3米、CD=0.2米，則要撬動(dòng)該石塊所用的力應(yīng)不小于（）A、500牛B、300牛C、200牛D、150牛D11,如圖的縫紉機(jī)踏板是杠桿，用腳踩踏板使用它工作時(shí)是（）A、省力的B、費(fèi)力的C、既不省力也不費(fèi)力D、可以省力也可以費(fèi)力12.、如圖甲是鍋爐的安全閥門(mén)自動(dòng)控制的裝置。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出杠桿OAB所受動(dòng)力和阻力的示意圖。B13.如圖，先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，然后在A點(diǎn)掛兩個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，欲使杠桿重新平衡，可在B點(diǎn)掛上同質(zhì)量的鉤碼個(gè)數(shù)為（）A、1B、2C、3D、4