第1課時杠桿及其平衡條件

杠桿第1節(jié)第十二章

簡單機械觀察與思考有什么能反敗為勝的辦法呢？活動：掰手腕比賽比比看，誰的力氣大？一、杠桿這些工具在使用時有什么共同點？共同特點：受力時幾乎不發(fā)生形變受到力的作用繞固定點轉(zhuǎn)動杠桿：在力的作用下，能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒，叫做杠桿。思考：杠桿都是直的嗎？OF1F2支點：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點O。動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F2。思考：你能找出以下杠桿的支點嗎？思考：我們用桿秤秤?xùn)|西的時候，一般在什么時候讀數(shù)？杠桿的平衡狀態(tài)：當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，杠桿處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在你能使桿秤保持平衡嗎？請指出此時支點、動力與阻力。OF1F2F1’F1”交流與討論：1.往秤上繼續(xù)添加重物會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？2.如何繼續(xù)保持平衡呢？上面的實驗說明了什么？3.此時去掉秤砣，改用測力計拉住繩子提供動力，逐漸傾斜，你觀察到了什么？OF1F2F1’F1”力臂：從支點到力的作用線的距離，叫做力臂。l1l2OF1F2動力臂：從支點到動力作用線的距離l1。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離l2。Ol1F1F2方法總結(jié)l21.找到支點的位置3.過支點向力的作用線作垂線2.沿著力的方向畫出力的作用線4.加括號和標出符號思考：你能畫出下面杠桿的力臂嗎？二、杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件實驗器材：杠桿尺(帶刻度)、鉤碼、鐵架臺杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在怎樣的關(guān)系？提出問題：要使杠桿在什么位置平衡？為什么？如何得到動力和阻力？如何改變動力和阻力？如何改變動力臂和阻力臂？設(shè)計實驗：1.調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在不掛鉤碼時保持水平靜止。2.在杠桿兩端分別掛上不同數(shù)量的鉤碼。移動鉤碼的位置，使杠桿再次在水平位置平衡。測出杠桿平衡時的動力F1、阻力F2、動力臂l1，阻力臂l2。3.改變力和力臂的大小，再做幾次實驗。進行實驗：實驗次數(shù)動力F1/N阻力F2

/N動力臂l1/m阻力臂l2/m123……實驗結(jié)論：杠桿平衡時，動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1·l1=F2·l2)

實驗記錄：思考：阿基米德理論上能做到嗎？給我一個支點，我可以撬起整個地球?！⒒椎滤伎迹耗阒乐澳俏煌瑢W(xué)反敗為勝的原理嗎？對力氣小的同學(xué)來說：手放在桌面上，肘部和桌面接觸的地方相當(dāng)于是支點，手掌受到的力為阻力(不變)，肘部到手掌的距離為阻力臂。當(dāng)力氣大的同學(xué)握住力氣小的同學(xué)的手臂時進行比賽，其阻力臂相比之前減小了。一位物理老師利用杠桿定理，僅用小小的彈簧測力計就測出了一頭大象的質(zhì)量(如右圖)。測量是利用了一根長度為10m的槽鋼作為杠桿。吊鉤固定點O為支點。彈簧測力計示數(shù)F1為200N。測得動力臂l1為9m，阻力臂l2為6cm。若不計槽鋼和鐵籠的質(zhì)量，請你估算大象的質(zhì)量。(g取10N/kg)例題解：由F1l1＝F2l2得：F2===3×104NF1l1l2200N×9m0.06mm====3×103kg=3tF2g10N/kg3×104NGg杠桿及其平衡條件杠桿在力的作用下，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=F2l21.如圖所示，用瓶起子開啟瓶蓋時可以抽象為一個杠桿，如果不計自重，在圖中，能正確表示瓶起子工作示意圖的是（）ABCDB2.如圖所示，杠桿處于水平位置平衡。若將兩邊所掛的鉤碼各減去一個，杠桿將（）A.仍繼續(xù)保持水平平衡 B.右端上升，左端下降 C.右端下降，左端上升 D.無法確定杠桿的運動狀態(tài)C3.如圖所示，輕桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動，在A點用細線懸掛一重物，在B點施加一豎直向下的動力，使杠桿在水平位置保持平衡?，F(xiàn)將動力的方向改為沿虛線方向，若仍使杠桿在水平位置保持平衡，則（）A.動力臂增大，動力增大B.動力臂增大，動力減小C.動力臂減小，動力減小D.動力臂減小，動力增大D4.活塞式抽水機是農(nóng)村經(jīng)常使用的取水設(shè)備，圖中AOB部分工作時可以看做杠桿，請你畫出F1的力臂。l15.在一些建設(shè)施工工地上，可以看見各種大型的起重機。如圖所示是一種起重機的簡易圖，為了保證起重機在起重時不會翻倒，起重機右邊配有一個重物M。現(xiàn)測得重物M的質(zhì)量為4t，AB為10m，BC為4m，CD為1m。(g取10N/kg)問：該起重機可起吊的最大物重為多少？(起重機本身的重不計)解：由圖可知B為支點，右側(cè)的重物重力為：GM＝mg，力臂為：lBD＝4m+1m＝5m；設(shè)吊起的物體重力為G，對應(yīng)的力臂為：lBA＝10m。由杠桿平衡條件F1l1＝F2l2得：GM×lBD＝G×lBA則該起重機可起吊的最大物重為：m