沪科版《杠杆的平衡条件》(新)

1 第十章机械与人 第一节科学探究 杠杆的平衡条件 2 只要能给我一个支点 我就能撬动地球 3 4 一 认识杠杆 5 一 什么是杠杆 跷跷板 羊角锤 撬棒 6 起子 剪刀 天平 7 1 有力的作用 2 绕固定点转动 3 硬棒 归纳结论 在力的作用下 能绕某一固定点转动的硬棒 物理学中叫做杠杆 杠杆有什么共同的特征呢 让我想一想 8 在现实生活中 你能举出哪些杠杆的实例呢 9 10 O 人体中的杠杆 11 支点 动力 动力臂 阻力 阻力臂 杠杆绕着转动的固定点 用0表示 使杠杆转动的力 用F1表示 从支点到动力作用线的距离 用L1表示 阻碍杠杆转动的力 用F2表示 从支点到阻力作用线的距离 用L2表示 一 点 支点O 一定在杠杆上 动力F1二 力 一定作用在杠杆上 阻力F2动力臂L1二 臂 阻力臂L2 杠杆五要素 认识杠杆的几个概念 12 O 支点 认识杠杆的几个概念 动力作用线 阻力作用线 L2 13 标画出杠杆的五要素 F1 L1 o F2 L2 试一试 14 画力臂的方法 一找 找准支点 二画 画出力的作用线 延长线用虚线 三引 引垂线 用虚线 四标 标垂足 直角符号 标力臂 支点到垂足的距离 15 F2 F1 O B A L1 L2 例题 请把下图中的支点与力臂画出来 16 例题 画出下图杠杆的支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂 F1 F2 L1 L2 O 17 o F1 F2 L2 18 19 杠杆示意图的作法 O l1 F1 l2 F2 20 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 21 杠杆示意图的作法 l1 F1 l2 F2 22 2杠杆是否都是直的 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 想一想 23 科学探究的基本过程 实验探究 杠杆的平衡条件 24 探究杠杆的平衡条件 物体的平衡状态 杠杆的平衡状态 25 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 26 实验设计 杠杆 钩码 弹簧测力计 铁架台 探究杠杆的平衡条件 器材 测量的物理量 力 力臂 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 讨论 实验时 使杠杆在水平位置平衡 便于在杠杆上直接测出力臂的大小 27 探究杠杆的平衡条件 在实验前 是否也要调节杠杆在水平位置平衡 为什么 讨论 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 且便于直接在杠杆上读出力臂的值 28 探究杠杆的平衡条件 实验步骤 1 调节杠杆在水平位置平衡 2 在杠杆的左侧挂上适量的钩码 用弹簧测力计在竖直方向拉 使杠杆在水平位置平衡 记下弹簧测力计示数 3 改变钩码数量或位置 重复上面的步骤 得出三组数据 多次实验是为了避免偶然性 得出普遍规律 29 杠杆平衡条件 探究杠杆的平衡条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1L1 F2L2 30 实验题训练 研究杠杆平衡条件的实验装置如图所示 在未挂钩码时 平衡螺母的作用是 挂上钩码后 发现杠杆不平衡 则应 使杠杆在水平位置平衡 移动钩码的位置 或改变钩码的个数 使杠杆在水平位置平衡 31 在 研究杠杆平衡条件 的实验中 1 所用的器材有弹簧测力计 支架 线 和 2 实验前 先要调节杠杆两端的 使杠杆在 强调这一平衡位置的目的是 3 如图所示的杠杆已处于平衡状态 若左端所挂重物的重力是1N 则弹簧测力计的示数 2N 因为弹簧测力计拉力的力臂 OA的长度 均填 大于 小于 或 等于 如果要在杠杆上直接可以读出力臂值来计算 那么弹簧测力计应沿 方向拉着杠杆 4 该实验得到的结论是 钩码 带刻度的杠杆 平衡螺母 水平平衡 便于直接在杠杆上读出力臂的值 大于 小于 竖直向上 杠杆平衡时 动力 动力臂 阻力 阻力臂 32 练习 已平衡的杠杆 1 两端去掉相同质量的钩码 杠杆平衡吗 2 将两端钩码向支点移同样的距离 杠杆平衡吗 33 O G1 G2 l1 l2 G1 G2 即G1 l1 G2 l2 又 l1 l2 F1 l1 F2 l2 34 杠杆平衡条件的应用 例题 当在杠杆处于平衡状态 阻力为3000N 动力臂和阻力臂分别为180cm和6cm 请问动力为多少 已知 F2 3000NL1 180cmL2 6cm求 F1 解 根据杠杆平衡条件F1 L1 F2 L2 得F1 F2 L2 L1 3000N 6cm 180cm 100N答 动力为100N 35 O l1 9m l2 7cm F1 200N F2 杠杆的平衡条件应用 例题 由F1l1 F2l2得 解 2 57 104N 2 57 103kg 2 57t 36 例 学校组织同学们到农村参加社会实践活动 小强第一次学习挑担子 他做了以下两次试验 请你根据各小题后的要求作答 1 他先在1 2m扁担的两端各挂上50N的重物 担子很快就被平稳地挑起来 这时他的肩膀应放在扁担的什么位置 只要回答 不要分析 2 接着 他又在扁担的A端加上50N的重物 但他掌握不好担子的平衡 请你用杠杆平衡知识 帮助他计算出肩膀应距B端多远 担子才能重新水平平衡 扁担质量忽略不计 37 练习 如图所示 一体积为1000cm3的实心铝块浸没在水中 并用细线挂在一轻质杠杆的B点 现在杠杆的A点施加一个竖直向下的拉力F使杠杆在水平位置保持平衡 则拉力F 已知OB 2OA 铝 2 7 103kg m3 38 练习 如图所示 一边长为10cm的实心正方体铜块和一金属块分别挂在轻质杠杆的A点和B点 杠杆在水平位置保持平衡时铜块对地面的压强为6900Pa 求金属块的重 已知 铜 2 7 103kg m3 OA OB 3 2 39 1 两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡 则 A 这两个力的大小必须相等B 这两个力的力臂长必须相等C 力臂较长的那个力比较大D 力臂较长的那个力比较小 D 课堂练习 40 第二课时 41 杠杆的分类 三类杠杆 若l1 l2 则F1F2 若l1 l2 则F1F2 若l1 l2 则F1F2 小结 判断杠杆的类型 实际就是比较动力臂和阻力臂的大小 42 省力杠杆 F1 L1 F2 L2 又L1 L2 F1 F2 43 省力杠杆 动力臂 阻力臂 F2 F1 L1 L2 O 44 h2 h1 省力杠杆的特点是 O h1 h2 省力费距离 45 省力杠杆的应用 46 费力杠杆 动力臂 阻力臂 F2 F1 L1 L2 O 47 费力杠杆的特点是 h2 h1 O 费力省距离 h1 h2 48 我们需要用费力杠杆吗 它有什么好处 49 等臂杠杆 动力臂 阻力臂 F2 F1 L1 L2 O L2 L1 2 F1 等臂杠杆的特点是 不省力 不费力不省距离 不费距离 50 等臂杠杆有用吗 51 杠杆的分类 1 若l1 l2 则F1F2 2 若l1 l2 则F1F2 3 若l1 l2 则F1F2 小结 52 杠杆的分类 请对下列器具应用的杠杆进行分类 等臂杠杆 费力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 53 杠杆的分类 请对下列器具应用的杠杆进行分类 省力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 省力杠杆 费力杠杆 54 它们是什么杠杆 55 在图所示的简单机械中 属于费力杠杆的是 A 翘棒B 镊子C 铡刀D 开瓶器 56 生活 物理 社会 生活中的剪刀 思考 什么情况下 人们会选用费力杠杆 使用费力杠杆有什么好处 当阻力比较小时 人们会选用费力杠杆 使用费力杠杆会省距离 很方便 57 图是各式各样剪刀的示意图 它们都是一对的杠杆 现要用它们来剪开较硬的物体 其中选用最合适的剪刀是 58 如图所示为使杠杆平衡 F1 F2 F3三次分别作用在A点 其中 最小 F2 希腊科学家阿基米德发现杠杆原理后 发出了 给我支点 我可以撬动地球 的豪言壮语 假如阿基米德在杠杆的一端施加600N的力 要搬动质量为6 0 1024kg的地球 那么长臂的长应是短臂长的多少倍 如果要把地球撬起1cm 长臂的一端要按下多长距离 假如我们以光速向下按 要按多少年 做完该题 你有何启示 59 杠杆使用时最省力的动力 例 用撬棒撬石块 分别沿如图所示的四个方向用力 其中最省力的是 A 沿F1方向B 沿F2方向C 沿F3方向D 沿F4方向 分析 根据杠杆的平衡条件 F1L1 F2L2可得F1 F2L2 L1当F2和L2一定 则L1最大时 F1最小 即最省力 60 最大动力臂 最