杠桿及其平衡條件

1、一、杠桿一、杠桿人類很早就使用杠桿了，杠桿是最簡單的機械之一。人類很早就使用杠桿了，杠桿是最簡單的機械之一。提出問題：提出問題：它們它們都是杠桿，工作時都是杠桿，工作時有什么共同特征？有什么共同特征？ 1 1、能識別杠桿，并能準確地找出支點、動、能識別杠桿，并能準確地找出支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。力、阻力、動力臂、阻力臂。 2 2、通過實驗探究，能得出杠桿的平衡條件。、通過實驗探究，能得出杠桿的平衡條件。 3 3、能應用杠桿的平衡條件進行簡單的計算。、能應用杠桿的平衡條件進行簡單的計算。 活動活動 拔圖釘拔圖釘木板上釘了一只圖釘，你能用手把他拔出來嗎？木板上釘了一只圖釘，你能用手把他拔

2、出來嗎？請選用下圖中的工具把圖釘從木板中拔出來。請選用下圖中的工具把圖釘從木板中拔出來。生活中有許多任務都是用類似的方法來完成的。生活中有許多任務都是用類似的方法來完成的。【探究一探究一】下列工具工作時有什么共同特征？下列工具工作時有什么共同特征？合作交流合作交流共同特征共同特征有力的作用有力的作用繞固定點轉動繞固定點轉動硬棒硬棒 硬棒可以是直的硬棒可以是直的, ,也可以是彎曲也可以是彎曲的的, ,即硬棒可以是各種各樣的形狀。即硬棒可以是各種各樣的形狀。讓我想讓我想一想一想? ? 一根硬棒，一根硬棒，在力的作用下在力的作用下能繞能繞著著固定點固定點O轉動，這根轉動，這根硬棒硬棒就是就是杠杠桿（

3、桿（lever）。定義：定義：影響杠桿使用效果的因素影響杠桿使用效果的因素【探究【探究二】A A、支點（、支點（O O）B B、動力（、動力（F F1 1）C C、阻力（、阻力（F F2 2）D D、動力臂（、動力臂（l1 1）E E、阻力臂（、阻力臂（l2 2）【杠桿的五要素】【杠桿的五要素】l1l2OF1F2動動力力作作用用線線阻阻力力作作用用線線注意：力的作用點一定在杠桿上注意：力的作用點一定在杠桿上力的作用線：力的作用線：過力的作用點沿力的方過力的作用點沿力的方向所畫的直線向所畫的直線 ：杠桿的五個要素：杠桿的五個要素：這些概念很重要這些概念很重要支點支點O動力臂動力臂l1阻力臂阻力臂

4、l2動力動力F1阻力阻力F2力臂的作法力臂的作法一找點、二畫線、三作垂線段一找點、二畫線、三作垂線段1. .找找支點支點2. .作作力的作用線力的作用線3. .作作力臂力臂杠桿示意圖的作法杠桿示意圖的作法OF1F2l1l2杠桿示意圖的作法杠桿示意圖的作法l1F1l2F2思考：力臂一定在杠桿上嗎？思考：力臂一定在杠桿上嗎？不一定不一定杠桿在動力和阻力作用下靜止或勻速杠桿在動力和阻力作用下靜止或勻速轉動時，我們就說杠桿平衡。轉動時，我們就說杠桿平衡。（一）杠桿（一）杠桿 平衡：平衡：【討論】【討論】 體重不同的兩人能不能讓蹺蹺板穩定下來？體重不同的兩人能不能讓蹺蹺板穩定下來？問題：問題：杠桿在滿足

5、什么條件時才會平杠桿在滿足什么條件時才會平衡呢？衡呢？1、 提出問題：提出問題：杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關系？阻力臂之間存在著怎樣的關系？2 、猜想與假設：、猜想與假設：假設一：假設一：假設二：假設二：F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L2（二）探究杠桿的平衡條件：（二）探究杠桿的平衡條件： 杠桿、鉤碼、杠桿、鉤碼、鐵架臺、彈簧鐵架臺、彈簧測力計測力計4、器材、器材:3、測量的物理量、測量的物理量:力、力臂力、力臂（二）探究杠桿的平衡條件：（二）探究杠桿的平衡條件： 5、實驗操作：、實驗操作：（1）調節平衡螺母，使杠桿在水平位

6、置平衡。）調節平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。 保證力臂沿杠桿，便于測量；保證力臂沿杠桿，便于測量；消除杠桿自重對實驗結果的影響。消除杠桿自重對實驗結果的影響。杠桿向杠桿向右右偏，則將平衡螺母往偏，則將平衡螺母往左左調。調。杠桿向杠桿向左左偏，則將平衡螺母往偏，則將平衡螺母往右右調。調。（2）杠桿兩端掛上不同數量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使）杠桿兩端掛上不同數量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。杠桿水平平衡。將動力將動力F1、阻力、阻力F2、動力臂、動力臂l1、阻力臂、阻力臂l2記記錄在表格中。錄在表格中。（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應調節動力和動力臂的）改變阻力和阻力臂的大小，相應調

7、節動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。大小，再做幾次實驗。 （4）在杠桿的一側掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上在杠桿的一側掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力將動力F1、阻、阻力力F2、動力臂、動力臂l1、阻力臂、阻力臂l2記錄在表格中。記錄在表格中。（二）探究杠桿的平衡條件：（二）探究杠桿的平衡條件： 尋找杠桿平衡的普遍性規律尋找杠桿平衡的普遍性規律, ,避免結論的偶避免結論的偶然性。然性。 實驗實驗次數次數F1/ /Nl1/ /cmF2/ /Nl2/ /cm1244223223F1+ +l1F2+ +l22+4

8、4+23+22+334122F1l1（Ncm）F2l2 （Ncm）886644動力動力動力臂阻力動力臂阻力阻力臂阻力臂F1l1=F2l2杠桿原理杠桿原理杠桿平衡的條件是杠桿平衡的條件是: _;它的公式是它的公式是_; 或是或是_;也稱作也稱作_. F1F2l2l1探究結論探究結論Ol19ml27cmF1200NF2杠桿的平衡條件應用杠桿的平衡條件應用例題例題：由由F1l1F2l2 得得：解解：F2= =F1 l1l2= =200N9m0. .07m2. .57104Nm= =F2g= =10Nkg12. .57104N= =2. .57103kg2. .57t1. 杠桿的概念：杠桿的概念：一根

9、硬棒，在力的作用下如一根硬棒，在力的作用下如 果能繞果能繞 著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿。著固定點轉動，這根硬棒就叫杠桿。2. 杠桿的五要素：杠桿的五要素：（1）支點：杠桿繞著轉動的點。（用）支點：杠桿繞著轉動的點。（用“O”表示）表示）（2）動力：使杠桿轉動的力。（用）動力：使杠桿轉動的力。（用“F1”表示）表示）（3）阻力：阻礙杠桿轉動的力。（用）阻力：阻礙杠桿轉動的力。（用“F2”表示）表示）（4）動力臂：從支點到動力作用線的距離。）動力臂：從支點到動力作用線的距離。 （用（用“L1”表示）表示）（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。）阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。 （用（用“L

10、2”表示）表示）小結小結3. 杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件： 動力動力動力臂阻力動力臂阻力阻力臂阻力臂畫出圖中杠桿各力的力臂畫出圖中杠桿各力的力臂F1F2l1l2F1F2l1Ol2O課堂訓練課堂訓練F1F2l1l2O畫出各力和力臂畫出各力和力臂F1OOF1F2F2l1l2l2l1畫出各力和力臂畫出各力和力臂l1F1l2F2o畫出各力和力臂畫出各力和力臂F2F1l2l1想一想?若一力作用在杠若一力作用在杠桿上，作用點不桿上，作用點不變，但作用方向變，但作用方向改變，力臂是否改變，力臂是否改變？改變？要改變要改變畫出各力和力臂畫出各力和力臂知識點一知識點一 杠桿杠桿o 【課時練【課時練101頁】

11、頁】1、這些用具工作時，都可以繞一個固定點轉動；這類機械、這些用具工作時，都可以繞一個固定點轉動；這類機械我們稱之為杠桿。我們稱之為杠桿。2、如圖，其中、如圖，其中A為剪鋼絲處，為剪鋼絲處，B為手的用力點，為手的用力點，O為轉動軸為轉動軸（支點）。（支點）。3、不能。應是支點到力的作用線的距離。、不能。應是支點到力的作用線的距離。4、不一定，比如力臂不一定在杠桿上。、不一定，比如力臂不一定在杠桿上。5、畫法：、畫法：1）確定支點；）確定支點；2）作出動力（或阻力）的作用線；）作出動力（或阻力）的作用線；3）從支點向動力（或阻力）的作用線作垂線，此線段就）從支點向動力（或阻力）的作用線作垂線，此線段就是動（阻）力臂。是動（阻）力臂。思考思考知識點二知識點二 探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件o【課時練【課時練102頁】頁】1、與作用在杠桿上的力和物體到杠桿支點的距離有關。、與作用在杠桿上的力和物體到杠桿支點的距離有關。2、鐵架臺、杠桿、鉤碼等。、鐵架臺、杠桿、鉤碼等。3、通過調節杠桿兩端的平衡螺母。、通過調節杠桿兩端的平衡螺母。當杠桿右端下沉時，將當杠桿右端下沉時，將平衡螺母向左調節；當杠桿右端下沉時，將平衡螺母向左平衡螺母向左調節；當杠桿右端下沉時，將平衡螺母向左調節，調節，直到杠桿在水平方向上平衡為止。直到杠桿在水平方向上平衡為止。4、