滬科版《杠桿的平衡條件》(新)

第十章機(jī)械與人第一節(jié)科學(xué)探究：杠桿的平衡條件2021/6/271只要能給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動(dòng)地球2021/6/2722021/6/273一.認(rèn)識(shí)杠桿2021/6/274一、什么是杠桿？蹺蹺板羊角錘撬棒2021/6/275起子剪刀天平2021/6/2761.有力的作用2.繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)3.硬棒歸納結(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)中叫做杠桿.杠桿有什么共同的特征呢？讓我想一想?2021/6/277在現(xiàn)實(shí)生活中，你能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢？2021/6/2782021/6/279OF2F1人體中的杠桿2021/6/2710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。

一“點(diǎn)”——支點(diǎn)O（一定在杠桿上）動(dòng)力F1二“力”——（一定作用在杠桿上）阻力F2動(dòng)力臂L1二“臂”——阻力臂L2杠桿五要素認(rèn)識(shí)杠桿的幾個(gè)概念2021/6/2711FO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L22021/6/2712標(biāo)畫出杠桿的五要素F1L1◎oF2L2試一試2021/6/2713畫力臂的方法：一找（找準(zhǔn)支點(diǎn)）二畫（畫出力的作用線,延長線用虛線）三引（引垂線,用虛線）四標(biāo)（標(biāo)垂足---直角符號(hào)、標(biāo)力臂---支點(diǎn)到垂足的距離）2021/6/2714F2F1OBAL1L2（１）例題：請(qǐng)把下圖中的支點(diǎn)與力臂畫出來。2021/6/2715例題：畫出下圖杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂F1F2L1L2O2021/6/2716oF1F2L2.L12021/6/2717OOL1L2F1F2L2L1F1F2你會(huì)畫力臂了嗎？2021/6/2718杠桿示意圖的作法Ol1F1l2F22021/6/2719杠桿示意圖的作法l1F1l2F2Ｏ2021/6/2720杠桿示意圖的作法l1F1l2F2Ｏ2021/6/27212杠桿是否都是直的？1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，但作用方向改變，力臂是否改變？答：不是答：杠桿可以是直的，也可以是彎的答：要改變想一想?2021/6/27224.分析論證制定計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3.2.猜想與假設(shè)科學(xué)探究的基本過程“實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件”1.提出問題2021/6/2723探究杠桿的平衡條件物體的平衡狀態(tài)杠桿的平衡狀態(tài)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)保持靜止保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)保持靜止2021/6/2724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

·L22021/6/2725AB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，便于在杠桿上直接測(cè)出力臂的大小。2021/6/2726CD探究杠桿的平衡條件在實(shí)驗(yàn)前,是否也要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡?為什么？討論：

實(shí)驗(yàn)前，使杠桿在水平位置平衡，為了避免杠桿自身的重力對(duì)杠桿平衡的影響，且便于直接在杠桿上讀出力臂的值。2021/6/2727探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)步驟：1.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡。2.在杠桿的左側(cè)掛上適量的鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)在豎直方向拉，使杠桿在水平位置平衡，記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)。3.改變鉤碼數(shù)量或位置，重復(fù)上面的步驟，得出三組數(shù)據(jù)。（多次實(shí)驗(yàn)是為了避免偶然性，得出普遍規(guī)律）2021/6/2728杠桿平衡條件：探究杠桿的平衡條件動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂F1L1=F2L22021/6/2729實(shí)驗(yàn)題訓(xùn)練:研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在未掛鉤碼時(shí)，平衡螺母的作用是__________________________,掛上鉤碼后，發(fā)現(xiàn)杠桿不平衡，則應(yīng)______________________________________________________________。使杠桿在水平位置平衡移動(dòng)鉤碼的位置(或改變鉤碼的個(gè)數(shù))使杠桿在水平位置平衡2021/6/2730在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：(1)所用的器材有彈簧測(cè)力計(jì)，支架，線，_______和______________.(2)實(shí)驗(yàn)前,先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的________.使杠桿在___________.強(qiáng)調(diào)這一平衡位置的目的是__________________________________.(3)如圖所示的杠桿已處于平衡狀態(tài),若左端所掛重物的重力是1N,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)______2N,因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)拉力的力臂______OA的長度(均填“大于”、“小于”或“等于”).如果要在杠桿上直接可以讀出力臂值來計(jì)算,那么彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)沿_________方向拉著杠桿.(4)該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是:

____________________________________鉤碼帶刻度的杠桿平衡螺母水平平衡便于直接在杠桿上讀出力臂的值大于小于豎直向上杠桿平衡時(shí)：動(dòng)力動(dòng)力臂=阻力阻力臂2021/6/2731練習(xí)：已平衡的杠桿1、兩端去掉相同質(zhì)量的鉤碼，杠桿平衡嗎？2、將兩端鉤碼向支點(diǎn)移同樣的距離，杠桿平衡嗎？2021/6/2732OG1G2l1l2∴G1＜G2即G1×l1

＝G2×l2又∵l1＞l2∵F1×l1

＝F2×l22021/6/2733杠桿平衡條件的應(yīng)用例題：當(dāng)在杠桿處于平衡狀態(tài)，阻力為3000N，動(dòng)力臂和阻力臂分別為180cm和6cm，請(qǐng)問動(dòng)力為多少？已知：F2=3000NL1=180cmL2=6cm求：F1=？解：根據(jù)杠桿平衡條件F1×L1=F2×L2，得F1=（F2×L2）/L1=（3000N×6cm）/180cm=100N答：動(dòng)力為100N。2021/6/2734Ol1=9ml2=7cmF1=200NF2杠桿的平衡條件應(yīng)用例題：由F1l1＝F2l2得：解：F2=F1l1l2=200N×9m0.07m=2.57×104Nm=F2g=10N·kg—12.57×104N=2.57×103kg=

2.57t2021/6/2735例：學(xué)校組織同學(xué)們到農(nóng)村參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，小強(qiáng)第一次學(xué)習(xí)挑擔(dān)子，他做了以下兩次試驗(yàn)，請(qǐng)你根據(jù)各小題后的要求作答。(1)他先在1.2m扁擔(dān)的兩端各掛上50N的重物，擔(dān)子很快就被平穩(wěn)地挑起來。這時(shí)他的肩膀應(yīng)放在扁擔(dān)的什么位置（只要回答，不要分析）？(2)接著，他又在扁擔(dān)的A端加上50N的重物，但他掌握不好擔(dān)子的平衡。請(qǐng)你用杠桿平衡知識(shí)，幫助他計(jì)算出肩膀應(yīng)距B端多遠(yuǎn)，擔(dān)子才能重新水平平衡？（扁擔(dān)質(zhì)量忽略不計(jì)）

2021/6/2736練習(xí)：.如圖所示，一體積為1000cm3的實(shí)心鋁塊浸沒在水中，并用細(xì)線掛在一輕質(zhì)杠桿的B點(diǎn)，現(xiàn)在杠桿的A點(diǎn)施加一個(gè)豎直向下的拉力F使杠桿在水平位置保持平衡，則拉力F=

.(已知OB=2OA,ρ鋁=2.7×103kg/m3)2021/6/2737練習(xí)：如圖所示，一邊長為10cm的實(shí)心正方體銅塊和一金屬塊分別掛在輕質(zhì)杠桿的A點(diǎn)和B點(diǎn)，杠桿在水平位置保持平衡時(shí)銅塊對(duì)地面的壓強(qiáng)為6900Pa，求金屬塊的重（已知ρ銅=2.7×103kg/m3，OA:OB=3:2）。2021/6/27381.兩個(gè)力作用在杠桿兩端使杠桿平衡,則()

A.這兩個(gè)力的大小必須相等

B.這兩個(gè)力的力臂長必須相等

C.力臂較長的那個(gè)力比較大

D.力臂較長的那個(gè)力比較小D課堂練習(xí)2021/6/2739第二課時(shí)2021/6/2740杠桿的分類杠桿平衡條件：F1l1＝F2l2F1F2=l2l1三類杠桿：若l1＞l2，則F1F2若l1=l2，則F1F2若l1＜l2，則F1F2＞＝＜省力杠桿等臂杠桿費(fèi)力杠桿小結(jié)：判斷杠桿的類型，實(shí)際就是比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小2021/6/2741省力杠桿

F1F2L2L1∵F1·L1=F2·L2

，又L1>L2∴F1<F22021/6/2742省力杠桿（動(dòng)力臂>阻力臂）F2F1L1L2O2021/6/2743h2h1∴省力杠桿的特點(diǎn)是：Oh1＞h2省力費(fèi)距離2021/6/2744省力杠桿的應(yīng)用：2021/6/2745費(fèi)力杠桿（動(dòng)力臂<阻力臂）F2F1L1L2O2021/6/2746∴費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)是:h2h1O費(fèi)力省距離h1＜h22021/6/2747我們需要用費(fèi)力杠桿嗎？它有什么好處？2021/6/2748等臂杠桿（動(dòng)力臂=阻力臂）F2F1L1L2O

L2＝L1Ｆ2

＝

F1∴等臂杠桿的特點(diǎn)是:不省力，不費(fèi)力不省距離，不費(fèi)距離2021/6/2749等臂杠桿有用嗎？2021/6/2750杠桿的分類：1、若l1＞l2，則F1F22、若l1=l2，則F1F23、若l1＜l2，則F1F2＞＝＜費(fèi)力杠桿（省距離）等臂杠桿省力杠桿（費(fèi)距離）小結(jié)：2021/6/2751杠桿的分類請(qǐng)對(duì)下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：等臂杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿2021/6/2752杠桿的分類請(qǐng)對(duì)下列器具應(yīng)用的杠桿進(jìn)行分類：省力杠桿費(fèi)力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿2021/6/2753它們是什么杠桿？2021/6/2754在圖所示的簡單機(jī)械中，屬于費(fèi)力杠桿的是（ ）A．翹棒 B．鑷子 C．鍘刀 D．開瓶器2021/6/2755生活·物理·社會(huì)生活中的剪刀思考：什么情況下，人們會(huì)選用費(fèi)力杠桿？使用費(fèi)力杠桿有什么好處？

當(dāng)阻力比較小時(shí)，人們會(huì)選用費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿會(huì)省距離，很方便。2021/6/2756圖是各式各樣剪刀的示意圖，它們都是一對(duì)的杠桿。現(xiàn)要用它們來剪開較硬的物體，其中選用最合適的剪刀是（）2021/6/2757如圖所示為使杠桿平衡，F(xiàn)1、F2、F3

三次分別作用在A點(diǎn)，其中______最小。F2希臘科學(xué)家阿基米德發(fā)現(xiàn)杠桿原理后，發(fā)出了“給我支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球”的豪言壯語。假如阿基米德在杠桿的一端施加600N的力，要