杠桿的平衡條件2

6.5探究杠桿的平衡條件一根硬棒在力的作用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫做杠桿這些用具有什

么共同特點(diǎn)?一、什么是杠桿？1、定義：一根硬棒，在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿。注意：硬棒可以是各種形狀的。一、什么是杠桿生活中的杠桿二、杠桿平衡1、杠桿平衡是指杠桿處于靜止或作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。蹺蹺板的簡化裝置：帶等分刻度的均質(zhì)木尺、鉤碼、鐵架臺(tái)。探究杠桿的平衡條件猜想:杠桿的平衡可能與哪些因素有關(guān)?杠桿的平衡條件物體的平衡條件受平衡力作用只與力的三要素有關(guān)?FO支點(diǎn)F1動(dòng)力F2阻力認(rèn)識(shí)杠桿的幾個(gè)概念動(dòng)力作用線L1阻力作用線L2支點(diǎn)動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂

杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用0表示。使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F1表示。

從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用L1表示。阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F2表示。從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用L2表示。這些概念很重要

一“點(diǎn)”——支點(diǎn)O（一定在杠桿上）

動(dòng)力F1

二“力”——相對(duì)的

阻力F2

動(dòng)力臂L1

二“臂”——

阻力臂L2杠桿五要素標(biāo)畫出杠桿的五要素F1L1◎oF2L2試一試天平蹺蹺板蹺蹺板又要怎樣保持平衡呢？天平是怎樣保持平衡的？想一想：這些杠桿分別受到了哪些力的作用？F1F2oL1L2杠桿在什么條件下平衡？探究杠桿平衡螺母實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件1提出問題：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)：假設(shè)一：假設(shè)二：假設(shè)三：假設(shè)四：F1+L1=F2+L2F1–L1=F2–L2F1/L1=F2/L2F1

·L1=F2

·L2AB實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)杠桿、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)探究杠桿的平衡條件器材:測(cè)量的物理量:力力臂

A、B兩圖中的杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用哪幅圖？為什么？討論：

實(shí)驗(yàn)時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，便于在杠桿上直接讀出力臂的大小。思考與討論★杠桿兩端有兩只可調(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?★作用:調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡※能在杠桿上直接讀出力臂的大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)探究杠桿的平衡條件1、在實(shí)驗(yàn)前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡

螺母，使杠桿水平平衡。2、掛鉤碼后，不能再動(dòng)平衡螺母。3、讀數(shù)時(shí)，杠桿仍要求是處于水平平衡

狀態(tài)，以便直接讀出力臂的長度。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂即：杠桿的平衡取決于力和力臂的乘積F1L1=F2L2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：如何用彈簧秤將下面杠桿調(diào)平？？如右圖中的男孩重500N，女孩重350N，當(dāng)男孩離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸70cm時(shí)，女孩應(yīng)該坐在哪里才時(shí)蹺蹺板水平平衡。已知：阻力F2=500N，阻力臂L2=70cm=0.7m，動(dòng)力F1=350N求：動(dòng)力臂L1=？解：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，得L1=F2L2/F1=(500NX0.7m)/350N=1m答：女孩應(yīng)該坐在離轉(zhuǎn)軸1m處。AOBCF2F1如圖所示，用撬棒撬石頭，手握在撬棒的末端B端，其中AO＝0.1m，AB＝1m，OC＝0.7m，要撬起重為1400N的石頭，需要在B端豎直向下用多少N的力才能撬起石頭？計(jì)算題你做對(duì)了嗎？已知：l2=A0=0.1ml1=0C=0.7mF2=G=1400N解：由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可得：答：需要在B端豎直向下用200N的力才能撬起石頭。求：F1=?討論：（1）若：L1>L2

，則：F1

F2（2）若：L1<L2

，則：F1

F2（3）若：L1=L2

，則：F1

F2<>=∴根據(jù)L1

、L2

的大小關(guān)系，可將杠桿分為

種：3（1）L1>L2

：（2）L1<L2

：（3）L1=L2

：省力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿（2）若：L1<L2

，則：F1

F2（3）若：L1=L2

，則：F1

F2（1）若：L1>L2

，則：F1

F2（2）若：L1<L2

，則：F1

F2（3）若：L1=L2

，則：F1

F2（1）若：L1>L2

，則：F1

F2（2）若：L1<L2

，則：F1

F2（3）若：L1=L2

，則：F1

F2（1）若：L1>L2

，則：F1

F2（2）若：L1<L2

，則：F1

F2（3）若：L1=L2

，則：F1

F2三、杠桿的應(yīng)用

1、省力杠桿（動(dòng)力臂大于阻力臂）F2F1L1L2O省力費(fèi)距離F1＜Ｆ2

L1＞L2生活中的省力杠桿2、費(fèi)力杠桿（動(dòng)力臂小于阻力臂）費(fèi)力省距離o生活中的費(fèi)力杠桿3、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＝F1力臂的畫法力臂：指支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離。確定動(dòng)力和阻力的作用線過支點(diǎn)向力的作用線作垂線段標(biāo)垂足，標(biāo)力臂找支點(diǎn)撬棒在撬石頭時(shí)是怎樣運(yùn)動(dòng)的呢？動(dòng)力？阻力？撬石頭時(shí)撬杠受力示意圖：支點(diǎn)OL2F2F1L1橇圖釘杠桿受力示意圖：l2

F1F2l1OAOBF1L2L1F2練習(xí)一1、在天平、獨(dú)輪手推車、鑷子、鋼絲鉗中，屬于費(fèi)力杠桿的有

；屬于等臂杠桿的有

。2、如圖所示的杠桿，重力不計(jì)，O為支點(diǎn)，AO=0.3m，當(dāng)在A點(diǎn)懸吊一重為5N的物體，繩子拉力F=3N時(shí)，杠桿在水平位置平衡，在圖中畫出拉力F的力臂L2，力臂L2為

。OCFAB鑷子天平0.5mL2例題：畫出下圖杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂F1F2L1L2O畫出圖中作用在A點(diǎn)最小的力的方向。

FAB如圖AOB是一彎曲杠桿，可以繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)。在B點(diǎn)掛一重物，為了使杠桿在圖示位置平衡，若在A點(diǎn)施加一個(gè)力并要這個(gè)力最小，在圖中畫出這個(gè)力的示意圖。BOAGF練習(xí)二3、圖中所畫力臂正確的是（）GOFAGGGOOOFFBCDLLLLD

4．下圖所示是一個(gè)指甲刀的示意圖；它由三個(gè)杠桿ABC、OBD和OED組成，用指甲刀剪指甲時(shí)，下面說法正確的是(

)

Ａ．三個(gè)杠桿都是省力杠桿；Ｂ．三個(gè)杠桿都是費(fèi)力杠桿；Ｃ．ABC是省力杠桿，OBD、OED是費(fèi)力杠桿；

Ｄ．ABC是費(fèi)力杠桿，OBD、OED是省力杠桿。C5、圖5是環(huán)衛(wèi)工人用的一種垃圾夾的結(jié)構(gòu)示意圖。拉繩的一端固定在手把上，另一端穿過空心管桿與兩夾爪的一端相連。當(dāng)用力捏手把時(shí)，夾爪在拉繩的作用下可夾持物體，同時(shí)彈簧被壓縮；當(dāng)松開手把時(shí)，夾爪在彈簧的作用下恢復(fù)原狀。在使用過程中，手把和夾爪分別是

(

)

A.省力杠桿，費(fèi)力杠桿

B.費(fèi)力杠桿，省力杠桿

C省力杠桿，省力杠桿

D.費(fèi)力杠桿，費(fèi)力杠桿A6、將一圓柱體油桶推上臺(tái)階，現(xiàn)分別在A、B和C點(diǎn)用力，力的方向如圖所示，則最小的推力是

(

)A．FA

B．FB

C．FC

D．一樣大B7.如右圖所示要使杠桿平衡，作用在A點(diǎn)上的力分別為F1

、F2

、F3

，其中最小的力是（）A.沿豎直方向的力F1最小B.沿垂直杠桿方向的力F2最小C.沿水平方向的力F3最小D.無論什么方向用力一樣大

BAOB如圖甲