一、杠杆

第一节科学探究 杠杆平衡条件 第九章机械和人 给我一个立足点和一根足够长的硬棒 我就能移动地球 阿基米徳 请观察下面几幅图 在力的作用下如果能绕着固定点转动的硬棒 就叫做杠杆 一 杠杆1 杠杆 这些用具是杠杆吗 钢丝钳杆秤瓶盖起子道钉撬火钳独轮车 古代的杠杆 汲水的桔槔 古代的杠杆 L1 L2 支点 杠杆绕着转动的固定点 用O表示 动力 使杠杆转动的力 用F1表示 动力臂 从支点到动力作用线的距离 用L1表示 阻力 阻碍杠杆转动的力 用F2表示 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离 用L2表示 有关杠杆的几个名词 F1 F2 L1 L2 O 试着画出各力和力臂 L2 L1 画出图中各力的力臂 1 找出支点的位置 3 从支点作动力 阻力作用线的垂线 2 确定动力 阻力作用线 4 标垂足 定力臂 画出图中杠杆各力的力臂 F1 F2 L1 L2 F1 F2 L1 O L2 O 想一想 2 杠杆是否都是直的 思考讨论 1 力臂是一定在杠杆上吗 3 若一力作用在杠杆上 作用点不变 但作用方向改变 力臂是否改变 答 不是 答 杠杆可以是直的 也可以是弯的 答 要改变 二 实验探究 杠杆的平衡条件 1提出问题 杠杆平衡时 动力 动力臂 阻力 阻力臂之间存在着怎样的关系 2猜想与假设 假设一 假设二 假设三 假设四 F1 L1 F2 L2 F1 L1 F2 L2 F1 L1 F2 L2 F1 L1 F2 L2 提问 你还有其他的假设吗 3 制定计划与设计实验 思考与讨论 1 杠杆两端装置两只可调节的螺母 能起什么作用 2 为什么要求杠杆在水平位置平衡呢 作用是调节杠杆 使杠杆在水平位置平衡 因为这样力臂的数值在杠杆上 就能直接读出或量出力臂 O L1 L2 F1 F2 思考 F1L1与F2L2之间有什么样的关系呢 4 进行实验与收集证据 实验表格 杠杆的平衡条件 动力X动力臂 阻力X阻力臂 用字母表示为 F1L1 F2L2或 结论 当杠杆平衡时 动力臂是阻力臂的几倍 动力就是阻力的几分之一 5 分析与论证 例1 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 左右力臂L1 L2 在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码 杠杆 填 能或不能 平衡 边下降 1 2 不能 右 例1 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 若使杠杆再次水平平衡 可在 边的钩码下再挂 个钩码 左 1 例1 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 若使再次平衡的杠杆两边同时去掉一个钩码 则 边将下降 极端判断法 左 例1 在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码 每个质量相等 杠杆仍然平衡 如图 则 5 利用本装置探究杠杆平衡条件时需要记录多组数据 这样做的目的是在于 多次测量 寻找普遍规律 小练习 1 一根蜡烛截成长度不同的两段竖立在杠杆的两边 如图且杠杆平衡 若同时点燃蜡烛 设燃烧速度相同 则杠杆的 端将翘起 2 一根均匀铜丝 在中点处支住它刚好平衡 现将其右端从中对折起来 如图所示 则杠杆A 仍平衡 B 左端下降 C 右端下降 D 无法判断 小练习 请你做一做 F1 F2 动力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2这是省力杠杆 省力杠杆 三 杠杆的应用 h S 4h 省力 费距离 省力杠杆的特点 举例生活中省力标杆 4种以上 省力杠杆 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2这是费力杠杆 费力杠杆 S h 4 h 费力 省距离 费力杠杆的特点 举例 费力杠杆 F2 F1 动力臂L1 阻力臂L2 由F1L1 F2L2 L1 L2 F1 F2这是等臂杠杆 不省力 也不省距离 等臂杠杆的特点 三类杠杆的对比 1 各式各样的剪刀都是一对对杠杆 要剪开较硬的物体 使用哪种剪刀最合适 B 小练习 2 如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图 下列说法中正确的是 A 两杠杆均为省力杠杆B 两杠杆均为费力杠杆C ABC为省力杠杆D A B C 为省力杠杆 C 3 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 B端绳子的拉力F与A端重力G相比 A F G B F G C F G D 无法比较 A B C D 3 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 B端绳子的拉力F与A端重力G相比 A F G B F G C F G D 无法比较 提示 先画出力臂 再进行判断 C 一 杠杆及有关杠杆的几个概念 支点 杠杆绕着转动的点 O点 动力 使杠杆转动的力 F1 阻力 阻碍杠杆转动的力 F2 动力臂 从支点到动力作用线的距离 L1 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离 L2 小结 二 杠