探究杠杆的平衡条件

1、.探究杠杆的平衡条件教师：李茂成.（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

2、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

3、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

4、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.上面的关系也可以写成下面的形式：阻力阻力 动力臂动力臂动力动力 阻力臂阻力臂或或F1 L2F2 L1动力动力 阻力臂阻力臂阻力阻力 动力臂动力臂或或F1 L2F2 L1.杠杆两端可调节的平衡螺母，起什么作用杠杆两端可调节的平衡螺母，起什么作用? ?为什么要求杠杆静止时，在水平位置为什么要求杠杆静止时，在水平位置? ? 平衡螺母调节杠杆自

5、身的平衡。力臂的数值在杠杆上可以直接读出或量出。（6）交流与合作：挂钩码后，能不能再调节平衡螺母？挂钩码后，能不能再调节平衡螺母？ 不能。. 3. 杠杆的应用（1）根据杠杆平衡条件：）根据杠杆平衡条件： F1L1=F2L2 若若L1L2，则，则 F1F2。 此杠杆为此杠杆为省力杠杆省力杠杆。省力杠杆特点：省力但要省力杠杆特点：省力但要费距离费距离。. 手通过的距离比刀口通过的距离大，要手通过的距离比刀口通过的距离大，要多移动距离。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.（2）根据杠杆平衡条件：）根据杠杆平衡条件： F1L1=F2L2 若若L1F2。此杠杆为此杠杆为费力

6、杠杆费力杠杆。费力杠杆特点：费力但可以费力杠杆特点：费力但可以省距离省距离。. 手通过的距离比煤或鱼通过的距离少得多，手通过的距离比煤或鱼通过的距离少得多，可以省距离。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.（3）根据杠杆平衡条件：）根据杠杆平衡条件： F1L1=F2L2 若若L1=L2，则，则 F1=F2。此杠杆为此杠杆为等臂杠杆等臂杠杆。等臂杠杆特点：等臂杠杆特点：不省力也不省距离不省力也不省距离。阻力臂阻力臂L L2 2动力臂动力臂L L1 1O动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2F1F2.4. 杠杆的种类：杠杆的种类： 省力杠杆省力杠

7、杆：L1L2，动力小于阻力，动力小于阻力特点：省力，但费距离。应用：羊角锤特点：省力，但费距离。应用：羊角锤 费力杠杆费力杠杆：L1L2，动力大于阻力，动力大于阻力特点：费力，但省距离。应用：钓鱼竿特点：费力，但省距离。应用：钓鱼竿 等臂杠杆等臂杠杆：L1L2 ，动力等于阻力，动力等于阻力特点：不省力也不费力。应用：天平特点：不省力也不费力。应用：天平3. 杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件： 动力动力臂阻力阻力臂F1L1 F2L2小结小结.巩固练习巩固练习 1. 力臂是一定在杠杆上吗？力臂是一定在杠杆上吗？答：不是。F1F2L1L2. 3. 若力作用在杠杆上，作用点不变，但作若力作用在杠杆上，作

8、用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？用方向改变，力臂是否改变？答：改变。F1OL1L2F2. 4. 哪种剪纸方法省力？哪种剪纸方法省力？ 哪种剪纸方法省距离？哪种剪纸方法省距离？. 1. 蹬自行车脚踏板时蹬自行车脚踏板时,如果只向下用力，则如果只向下用力，则当脚踏板在水平位置时，动力臂最大，这时用力当脚踏板在水平位置时，动力臂最大，这时用力效果最好。效果最好。 2. 剪较硬的物体阻力较大，要用动力臂比阻剪较硬的物体阻力较大，要用动力臂比阻力臂长的剪刀，即教材图力臂长的剪刀，即教材图13.4-9中间的这种。中间的这种。. 剪纸或布时，阻力不很大，用图剪纸或布时，阻力不很大，用图13.4-9左

9、边左边的这两种动力臂较短的剪刀，完成一次剪裁动的这两种动力臂较短的剪刀，完成一次剪裁动作，可以剪裁较长的纸或布，加快剪切速度。作，可以剪裁较长的纸或布，加快剪切速度。修剪树枝时，一方面树枝较硬、阻力较大，这修剪树枝时，一方面树枝较硬、阻力较大，这就要求动力臂要长，阻力臂要短；另一方面，就要求动力臂要长，阻力臂要短；另一方面，为了加快修剪速度，剪切整齐，要求剪刀刀口为了加快修剪速度，剪切整齐，要求剪刀刀口要长，就要用图要长，就要用图13.4-9右边的这种动力臂较长、右边的这种动力臂较长、阻力臂较短，同时刀口较长的剪刀。阻力臂较短，同时刀口较长的剪刀。. 4. 指甲剪上有三个杠杆。手把部分是一个省指甲剪上有三个杠杆。手把部分是一个省力杠杆，刀口部分是两个费力杠杆。力杠杆，刀口部分是两个费力杠杆。 用剪刀剪物体时，被剪物体的具体位置不用剪刀剪物体时，被剪物体的具体位置不同，阻力臂的大小也不同，动力的大小也会变同，阻力臂的大小也不同，动力的大小也会变化。不能说动力一定大于或一定小于阻力，一化。不能说动力一定大于或一定小于阻力，一般是根据轴到手柄的距离来粗略地判断某种剪般