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探究杠杆的平衡条件 濮阳县实验高中 初中部 赵俊县 一 实验回顾 杠杆平衡实验装置 钩码 探究杠杆的平衡条件 一 器材 二 测量的物理量 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 A B两图中的杠杆处于静止状态 实验时采用哪幅图 为什么 三 讨论 实验时 使杠杆在水平位置平衡 便于在杠杆上直接读出力臂的大小 2 在实验前 是否也要调节杠杆在水平位置平衡 为什么 实验前 使杠杆在水平位置平衡 为了避免杠杆自身的重力对杠杆平衡的影响 四 实验步骤 A 调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在水平位置平衡 B 将钩码挂在杠杆的支上点两边 先改变动力或动力臂的大小 然后调节阻力或阻力臂的大小 使杠杆在水平位置重新平衡 C 记下动力F1 动力臂L1 阻力F2和阻力臂L2的大小 将数据填入表格中 D 改变钩码的个数和位置 重复实验E 计算每次实验中F1L1和F2L2的大小 根据计算结果分析得出杠杆的平衡条件 六 结论 杠杆平衡条件 五 实验记录表格 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1L1 F2L2 杠杆的应用 根据杠杆平衡条件 F1 L1 F2 L2 若L1 L2 则F1 F2 此杠杆为省力杠杆 省力杠杆特点 省力但要费距离 若L1F2 此杠杆为费力力杠杆 费力杠杆特点 费力但要省距离 若L1 L2 则F1 F2等臂杠杆特点 不省力也不费力 手通过的距离比刀口通过的距离大 要多移动距离 省力杠杆 铡刀 省力杠杆 道钉撬 羊角锤 起子 钳子 手动抽水机 手通过的距离比煤或鱼通过的距离少得多 可以省距离 铁锹 钓鱼竿 费力杠杆 费力杠杆 缝纫机脚踏板 起重机 剪刀 镊子 人的胳膊 筷子 等臂杠杆 巩固练习 1 同学们利用图1装置验证 杠杆的平衡条件 实验中记录的数据如下 1 写出分析处理实验数据的具体过程及验证的结果 2 杠杆在生活中有很多应用 如图2所示 现欲使静止的跷跷板发生转动 可采取的做法是 并说出能驱使跷跷板发生转动的条件 答案 l 过程 分别计算出动力 动力臂 或F1L1 分别计算出阻力 阻力臂 或F2L2 第一组1N 15cm 15N cml 5N 10cm 15N cm第二组2N 25cm 50N cm2 5N 20cm 50N cm 1分 第三组3N 20cm 60N cm4N 15cm 60N cm经过比较每一组的动力和动力臂乘积与阻力和阻力臂乘积都相等 1分 验证的结果 经验证可得出杠杆平衡时满足 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1分 2 做法 甲不动 乙向远离支点方向移动 1分 或乙不动 甲向靠近支点方向移动 或乙不动 甲蹬地减小甲对跷跷板的压力 条件 使跷跷板顺时针和逆时针方向转动的力和力臂的乘积不相等 1分 或动力 动力臂 阻力 阻力臂 或F1L1 F2L2 2 在探究杠杆平衡条件的过程中 我们把支点放在质地均匀的杠杆中间 这样做的目的是 实验时 首先调节杠杆两端的平衡螺母 并使杠杆在水平位置平衡 这样做的好处是 同学们通过多次实验 得出以下数据 分析得出杠杆平衡条件是 请你应用杠杆平衡条件 把表格中的数据填写完整 3 我们都做过 探究杠杆平衡条件 的实验 1 实验前没有挂钩码时 若杠杆左端下倾 则应将右端的平衡螺母向 选填 左 或 右 调节 使杠杆在水平位置平衡 实验前使杠杆水平平衡的目的是 2 实验中 用图9所示的方式悬挂钩码 杠杆也能水平平衡 杠杆上每格等距 但老师却往往提醒大家不要采用这种方式 这主要是因为该种方式 A 一个人无法独立操作B 需要使用太多的钩码C 力臂与杠杆不重合D 力和力臂数目过多 3 图9中 不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置 保持左侧第 格的钩码不动 将左侧另外两个钩码改挂到它的下方 杠杆仍可以水平平衡 答案 右 便于测各力臂或排除杠杆的自重对杠杆的平衡的影响 D2 L2 变式 如图 用始终竖直向上的力F将杠杆缓慢地拉至水平位置 F的大小如何变化 5 在图一中 画出使轻质杠杆保持水平平衡的最小的力F的作用点和方向 在图二中画出使杠杆 在图示位置静止时所用最小力 的作用点和方向 F F 7 如图所示杠杆 在A端施一个始终与杠杆垂直的力F 当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时 F大小的变化情况是 A 大小不变B 由小变大C 先变大后变小D 先变小后变大 如图 石块重1500牛 阻力臂是0 3米 动力臂是1 2米 人至少用多大的力才能撬动石块 解 F1LI F2L2 计算题 本课小结 杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂F1L1 F2L2杠杆的种类 省力杠杆 L