探究杠桿的平衡條件

第六章力和機械

第5節(jié)探究杠桿的平衡條件1.認識杠桿，能分清杠桿的五要素.2.通過實驗，探究杠桿的平衡條件.3.知道省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿的特點.4.知道杠桿在生活中的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標新課目標人撬動石塊的撬棒起重機吊物新課引入在生活、生產(chǎn)中，人們常常用撬棒撬物、用起重機吊物等，這其中有什么奧秘？1）讓兩個體重一樣的同學(xué)坐在距離轉(zhuǎn)軸相同的位置.2）讓體重不同的同學(xué)根據(jù)蹺蹺板的狀態(tài)調(diào)整到轉(zhuǎn)軸的距離.想一想：如何才能使蹺蹺板保持水平？你的想法是什么？怎樣才能使蹺蹺板保持水平新課講解探究蹺蹺板中的道理一物理學(xué)中，把能繞某一固定點轉(zhuǎn)動的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠桿.蹺蹺板是一種杠桿.模擬蹺蹺板實驗?zāi)M實驗器材：等分刻度的均質(zhì)木尺、鉤碼、細線.1.杠桿活動1探究杠桿的平衡條件設(shè)計實驗①調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿處于水平平衡狀態(tài).②在杠桿的兩邊分別掛上數(shù)量不同的鉤碼.③移動鉤碼的位置，使杠桿處于水平靜止狀態(tài).④整理各個實驗數(shù)據(jù)，填入下面的表格.探究杠桿的平衡實驗數(shù)據(jù)表格實驗序號左邊右邊拉力F1/N距離L1/m拉力F2/N距離L1/m10.5211212213210.54杠桿五要素F2阻力L1動力臂L2阻力臂(動力作用線)(阻力作用線)O支點杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點使杠桿轉(zhuǎn)動的力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力支點到動力作用線的距離支點到阻力作用線的距離F1動力杠桿在動力和阻力作用下處于靜止狀態(tài)，叫做杠桿平衡.2.杠桿平衡條件杠桿平衡時，杠桿的動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂，即杠桿的動力臂是阻力臂的幾倍，杠桿的動力F1就是阻力F2的幾分之一.F1×L1=F2

×

L2如圖中的男孩重500N，女孩重350N，當男孩離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸70cm時，女孩應(yīng)該坐在哪里才能使蹺蹺板在水平位置上平衡？解：已知：F1=500N，L1=70cm，F(xiàn)2=350N.由F1L1=F2L2得:L2=F1L1/F2=500N×70cm÷350N=100cm.L2L1BF2OF1AF2BOAF13.作力臂的方法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，定力臂試一試：畫出圖中杠桿各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O討論1.根據(jù)杠桿平衡條件，比較動力臂和阻力臂的長短，怎樣的杠桿省力？怎樣的杠桿費力？怎樣的杠桿既不省力又不費力？三類杠桿：若L1＞L2，則F1＜

F2若L1=L2，則F1＝F2若L1＜L2，則F1＞

F2省力杠桿等臂杠桿費力杠桿

根據(jù)支點相對于動力與阻力作用線的位置關(guān)系，杠桿可分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿.（省力）（既不省力也不費力）（費力）2.比較圖中三種剪刀的動力臂、阻力臂長短有什么不同？請說明其中的道理.鐵皮剪刀理發(fā)剪刀普通剪刀①用鐵皮剪刀剪鐵皮等較硬的物體時，需要省力，故其動力臂要大于阻力臂.②用理發(fā)剪刀理發(fā)時，需要少移動距離，即要省距離，故其動力臂要小于阻力臂.③普通剪刀的動力臂稍大于阻力臂，省力.OF1F2OF1F2OF1F2OF1F2杠桿的作用二請畫出下圖中各種器具的支點和力臂.OF1F2L1L2OF1F2L1L2OL2L1F1F2OF1F2L1L2

你認為圖中的杠桿可以分成幾類？每一類杠桿分別有什么特點？F1F2動力臂L1阻力臂L2O由F1L1=F2L2∵L1〉L2

∴F1〈F2這是省力杠桿1.省力杠桿省力杠桿特點：動力臂大于阻力臂，動力小于阻力.在生活中，你發(fā)現(xiàn)了哪些工具是省力杠桿？

我們在使用省力杠桿時，省了力，但費動力作用點移動的距離.阻力臂L2由

F1L1=F2L2∵L1〈L2∴F1〉F2這是費力杠桿2.費力杠桿F2F1動力臂L1O費力杠桿的特點：動力臂小于阻力臂，動力大于阻力.在生活中，你發(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.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3.等臂杠桿特點：動力臂等于阻力臂，動力等于阻力.

判斷杠桿的種類,可結(jié)合生活經(jīng)驗,根據(jù)杠桿的動力臂和阻力臂大小關(guān)系,若動力臂大于阻力臂,則是省力杠桿,若動力臂小于阻力臂,則是費力杠桿,若動力臂等于阻力臂,則是等臂杠桿.

人體內(nèi)許多部位的骨骼和肌肉組織也構(gòu)成杠桿.手上握著重物時，可將手、手腕、尺骨和橈骨看作一個整體，它的作用相當于杠桿.機械手操作時，模仿手的動作，同樣具有杠桿的特征.杠桿及其平衡條件杠桿定義：在力的作用下，能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒，叫做杠桿支點(O)、動力(F1)、阻力(F2)、動力臂(L1)、阻力臂(L2)杠桿的五要素杠桿的平衡條件F1L1=F2L2生活中的杠桿省力杠桿L1

＞L2，F(xiàn)1＜

F2費力杠桿L1＜L2，F(xiàn)1＞F2等臂杠桿L1

=L2，F(xiàn)1=

F2課堂小結(jié)1.如圖所示，用一根自重可以忽略不計的撬棒撬動石塊.若撬棒C點受到石塊的壓力是1500N，且AB=1.5m，BC=0.3m、CD=0.2m，則要撬動該石塊所用的力最小應(yīng)為（）

A.500N

B.300N

C.200N

D.150ND課堂訓(xùn)練2.下列關(guān)于杠桿的一些說法中，不正確的是()A.杠桿必須是一根硬棒

B.力臂一定在杠桿上C.動力臂就是支點到動力作用線的距離

D.當力的作用線通過支點時，力臂為0B3.如圖所示，杠桿掛上鉤碼后剛好平衡，每個鉤碼的質(zhì)量相同，在下列情況中，杠桿還能保持平衡的是（）A.左右鉤碼各向支點移一格B.左右各減少一個鉤碼C.左右各減少一半鉤碼D.左右各增加兩個鉤碼C

4.下列工具在正常使用中，屬于費力杠桿的是（）A．起瓶器B．切紙鍘刀C．食品夾D．羊角錘C5.如圖所示的杠桿中，動力的力臂用L表示，圖中所畫力臂正確的是（）oLoLoLoLFFFFGGGGABCDD6.如圖所示的杠桿，重力不計，O為支點，AO=0.3m，當在A點懸吊一重為5N的物體，繩