沪科10.1科学探究：杠杆的平衡条件

1、它们都是杠杆，有什么共同特点？它们都是杠杆，有什么共同特点？杠杆共同点：杠杆共同点：都是都是硬硬棒（软的不行，直的弯的都可以）棒（软的不行，直的弯的都可以）工作过程中都在工作过程中都在转动转动，转动过程中，转动过程中有有一点一点是不动的是不动的还要还要受到受到两个力两个力的作用的作用 。 可是直的也可是弯的杠杆的五要素：力臂的画法力臂力臂：指支点到力的作用线的：指支点到力的作用线的垂直距离垂直距离。确定动力和阻力的作用线过支点到力的作用线作垂线段标垂足，标力臂找支点,动力阻力画出图中杠杆各力的力臂画出图中杠杆各力的力臂f1想一想二、杠杆的平衡二、杠杆的平衡当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作

2、缓当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，或作缓慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。慢地匀速转动时，我们说杠杆平衡了。归纳结论：归纳结论：提问：什么是杠杆的平衡？提问：什么是杠杆的平衡？（1） 提出问题： 杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？存在着怎样的关系？（2）猜想与假设：假设假设1：假设假设2：假设假设3：假设假设4：f1+l1=f2+l2f1l1=f2l2f1/l1=f2/l2f1 l1=f2 l22. 杠杆的平衡条件还有其他假设吗？还有其他假设吗？f12+l12=f22+l22f13+l13=f23+l23 调节杠杆两端调节杠

3、杆两端的螺母，使杠杆在的螺母，使杠杆在不挂钩码时不挂钩码时，保持，保持水平并静止，达到水平并静止，达到平衡状态平衡状态。 给给杠杆两端挂上不同数量的钩码杠杆两端挂上不同数量的钩码，移移动钩码动钩码的位置，使的位置，使杠杆平衡杠杆平衡。这是杠杆两。这是杠杆两端受到的作用力等于各自钩码的重量。端受到的作用力等于各自钩码的重量。（3） 制定计划与设计实验： 调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。螺母螺母（4） 进行实验：杠杆向杠杆向右右偏，则将平衡螺母往偏，则将平衡螺母往左左调。调。杠杆向杠杆向左左偏，则将平衡螺母往偏，则将平衡螺母往右右调。调。 在杠杆

4、两边挂上不同数量的钩码，调节钩在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。然后把码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。然后把实验数据填入表中。实验数据填入表中。f2f1l2l1 改变力和力臂的数值，再做两次改变力和力臂的数值，再做两次实验，把实验数据填入表中。实验，把实验数据填入表中。实验次数实验次数动力动力f1/n动力臂动力臂l1/m阻力阻力f2/n阻力臂阻力臂l2/m12320.1530.150.08100.04100.150.2 求出各次实验中求出各次实验中动力动力动力臂动力臂和和阻力阻力阻阻力臂力臂的值，然后思考杠杆的平衡条件。的值，然后思考杠杆的平衡条件。实

5、验实验次数次数动力动力f1/n动力臂动力臂l1/m动力动力 动力臂动力臂 阻力阻力f2/n阻力臂阻力臂l2/m阻力阻力 阻力臂阻力臂12320.1530.150.08100.04100.150.20.30.30.40.411杠杆的平衡条件是：（5） 得出结论：动力动力动力臂阻力动力臂阻力阻力臂阻力臂或写作：或写作： f1l1 f2l2即：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。阿基米德杠杆原理思考与讨论 杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起 什么作用? 作用是调节杠杆自身的平衡作用是调节杠杆自身的平衡 为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢? 因为这样力臂的数值在杠杆上就因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读

6、出或量出。能直接读出或量出。 杠杆调平的方法是什么？ “左高左调、右高右调”杠杆平衡条件的应用例题：例题：当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的压力为压力为3000n，动力臂和阻力臂分别为，动力臂和阻力臂分别为180cm和和6cm，请问动力为多少？请问动力为多少？已知已知：f2 = 3000n l1 = 180cm l2= 6cm求求：f1解解：根据杠杆平衡条件f1l1=f2l2，得 f1 =（f2 l2）/l1 =（3000n6cm）/ 180cm = 100n答答：动力为100n。四、本节小结 今天学到了什么？最后，我们总结下本节课所今天学到了

7、什么？最后，我们总结下本节课所学的内容。学的内容。1下列关于杠杆的一些说法中，不正确的下列关于杠杆的一些说法中，不正确的是是( )a杠杆必须是一根硬棒杠杆必须是一根硬棒b力臂一定在杠杆上力臂一定在杠杆上c动力臂就是支点到动力作用线的距离动力臂就是支点到动力作用线的距离d当力的作用线通过支点时，力臂为当力的作用线通过支点时，力臂为0b 练练 习习2、如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每、如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（还能保持平衡的是（ ）a、左右钩码各向支点移一格、左右钩码各向支点移一格 b、左右各减

8、少一个钩码、左右各减少一个钩码c、左右各减少一半钩码、左右各减少一半钩码 d、左右各增加两个钩码、左右各增加两个钩码 c3、两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡、两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则则( ) a.这两个力的大小必须相等这两个力的大小必须相等 b.这两个力的力臂长必须相等这两个力的力臂长必须相等 c.力臂较长的那个力比较大力臂较长的那个力比较大 d.力臂较长的那个力比较小力臂较长的那个力比较小d例题：例题：画出下图杠杆的支点、动力、画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂阻力、动力臂、阻力臂f f1 1f f2 2l l1 1l l2 2o o议一议议一议:现实生活中，你还能举现实

9、生活中，你还能举出哪些杠杆的实例呢？出哪些杠杆的实例呢？应用举例应用举例第二课时f f1 1f f2 2动力臂动力臂l l1 1阻力臂阻力臂l l2 2o o由由 f f1 1l l1 1=f=f2 2l l2 2 l l1 1ll2 2 f f1 1 f f2 2这是省力杠杆这是省力杠杆省力杠杆省力杠杆可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离省力杠杆的特点省力杠杆的特点省力杠杆省力杠杆f f2 2f f1 1动力臂动力臂l l1 1阻力臂阻力臂l l2 2o o由由 f f1 1l l1 1=f=f2 2l l2 2 l l1 1 f f2 2这是费力杠杆这是费力

10、杠杆费力杠杆费力杠杆费力杠杆的特点费力杠杆的特点可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离费力杠杆费力杠杆f f2 2f f1 1动力臂动力臂l l1 1阻力臂阻力臂l l2 2o o由由 f f1 1l l1 1=f=f2 2l l2 2ll1 1 = = l l2 2ff1 1 = = f f2 2这是省力杠杆这是省力杠杆等臂杠杆不省力，也不省距离等臂杠杆不省力，也不省距离等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点小结小结省力杠杆的特点省力杠杆的特点 a a 动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂 b b 省力但是费距离省力但是费距离费力杠杆的特点费力杠杆的特点 a a 动力

11、臂小于阻力臂动力臂小于阻力臂 b b 费力但是省距离费力但是省距离等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点 a a 动力臂等于阻力臂动力臂等于阻力臂 b b 不省力也不省距离不省力也不省距离在下列工具中省力的是哪一组（ ）a. 铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉子；b. 镊子、钓鱼杆、剪子；c. 铡刀、天平、钓鱼杆；d. 镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼杆。练习一练习一a练习二练习二下列说法中哪些是正确的（ ）a. 使用杠杆一定会省力；b. 省力杠杆的动力臂一定小于阻力臂；c. 动力臂是支点到动力作用点的距离；d. 等臂杠杆不省力也不省距离。d图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，b

12、 b端端绳子的拉力绳子的拉力f f与与a a端重力端重力g g相比（相比（ ）a. f=ga. f=g；b. fb. f g g；c. f c. f g g；d. d. 无法比较。无法比较。练习三练习三提示提示a ao ob bf fg g图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，b b端端绳子的拉力绳子的拉力f f与与a a端重力端重力g g相比（相比（ ） a. f= ga. f= g； b. fb. f g g； c. f c. f g g； d. d. 无法比较。无法比较。练习三练习三l l2 2l l1 1a ao ob bf fg g先画出力臂，再进行判断

13、先画出力臂，再进行判断c它们是什么杠杆？它们是什么杠杆？使用时哪把最省力？ 哪把最费力？ o图2 1.如图所示，轻质杠杆支点为如图所示，轻质杠杆支点为o，在杠杆两端分，在杠杆两端分别挂上一些质量相等的钩码，恰好保持水平平衡，别挂上一些质量相等的钩码，恰好保持水平平衡，如果两边各拿走一个钩码，杠杆将如果两边各拿走一个钩码，杠杆将 ( ) a、仍保持平衡、仍保持平衡 b、不平衡，向逆时针方向转动、不平衡，向逆时针方向转动 c、不平衡，向顺时针方向转动、不平衡，向顺时针方向转动 d、保持平衡，但做匀速转动、保持平衡，但做匀速转动2.室内垃圾桶平时桶盖关闭，使用时用脚踩室内垃圾桶平时桶盖关闭，使用时用脚踩踏板，桶盖开启，图为室内垃圾桶的结构示踏板，桶盖开启，图为室内垃圾桶的结构示意图，使用时有两个杠杆意图，使用时有两个杠杆abc和和def在起作在起作用用 ( ) a. abc和和def都是省力杠杆都是省力杠