杠杆及其平衡条件

一、杠杆人类很早就使用杠杆了，杠杆是最简单的机械之一。提出问题：它们都是杠杆，工作时有什么共同特征？1、能识别杠杆，并能准确地找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。2、通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件。3、能应用杠杆的平衡条件进行简单的计算。活动拔图钉木板上钉了一只图钉，你能用手把他拔出来吗？请选用下图中的工具把图钉从木板中拔出来。生活中有许多任务都是用类似的方法来完成的。【探究一】下列工具工作时有什么共同特征？合作交流共同特征有力的作用绕固定点转动硬棒硬棒可以是直的,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状。一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆（lever）。认识杠杆定义：影响杠杆使用效果的因素【探究二】A、支点（O）B、动力（F1）C、阻力（F2）D、动力臂（l1）E、阻力臂（l2）【杠杆的五要素】l1l2OF1F2认识杠杆动力作用线阻力作用线注意：力的作用点一定在杠杆上力的作用线：过力的作用点沿力的方向所画的直线支点(o)：杠杆绕着转动的点动力(F1)：促使杠杆转动的力阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离(力的作用线：过力的作用点，沿力的方向的直线)杠杆的五个要素：这些概念很重要支点O动力臂l1阻力臂l2动力F1阻力F2力臂的作法∟∟一找点、二画线、三作垂线段1.找支点2.作力的作用线3.作力臂杠杆示意图的作法●O●●F1F2l1l2杠杆示意图的作法l1F1l2F2Ｏ∟思考：力臂一定在杠杆上吗？不一定杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时，我们就说杠杆平衡。（一）杠杆平衡：【讨论】体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来？合作探究杠杆的平衡条件问题：杠杆在满足什么条件时才会平衡呢？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：F1/L1=F2/L2F1·L1=F2·L2（二）探究杠杆的平衡条件：合作探究杠杆的平衡条件杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计4、器材:3、测量的物理量:力、力臂合作探究杠杆的平衡条件（二）探究杠杆的平衡条件：5、实验操作：（1）调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。保证力臂沿杠杆，便于测量；消除杠杆自重对实验结果的影响。杠杆向右偏，则将平衡螺母往左调。杠杆向左偏，则将平衡螺母往右调。（2）杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。合作探究、杠杆的平衡条件（二）探究杠杆的平衡条件：寻找杠杆平衡的普遍性规律,避免结论的偶然性。实验次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm1244223223F1+l1F2+l22+44+23+22+334122F1×l1（N·cm）F2×l2（N·cm）886644动力×动力臂＝阻力×阻力臂F1l1=F2l2杠杆原理杠杆平衡的条件是:____________________________;它的公式是________________;或是_________________;也称作________________.F1F2＝l2l1探究结论Ol1＝9ml2＝7cmF1＝200NF2杠杆的平衡条件应用例题：由F1l1＝F2l2得：解：F2=F1l1l2=200N×9m0.07m＝2.57×104Nm=F2g=10N·kg－12.57×104N=2.57×103kg＝2.57t1.杠杆的概念：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。2.杠杆的五要素：（1）支点：杠杆绕着转动的点。（用“O”表示）（2）动力：使杠杆转动的力。（用“F1”表示）（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。（用“F2”表示）（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。（用“L1”表示）（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。（用“L2”表示）小结3.杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂画出图中杠杆各力的力臂F1F2l1l2F1F2l1Ol2O课堂训练F1F2l1l2O画出各力和力臂F1OOF1F2F2l1l2l1∟∟画出各力和力臂l1F1l2F2o∟画出各力和力臂F2F1l2l1想一想?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？要改变画出各力和力臂知识点一杠杆【课时练101页】1、这些用具工作时，都可以绕一个固定点转动；这类机械我们称之为杠杆。2、如图，其中A为剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点）。3、不能。应是支点到力的作用线的距离。4、不一定，比如力臂不一定在杠杆上。5、画法：1）确定支点；2）作出动力（或阻力）的作用线；3）从支点向动力（或阻力）的作用线作垂线，此线段就是动（阻）力臂。思考知识点二探究杠杆的平衡条件【课时练102页】1、与作用在杠杆上的力和物体到杠杆支点的距离有关。2、铁架台、杠杆、钩码等。3、通过调节杠杆两端的平衡螺母。当杠杆右端下沉时，将平衡螺母向左调节；当杠杆右端下沉时，将平衡螺母向左调节，直到杠杆在水平方向上平衡为止。4、因杠杆在水平方向上平衡，作用在杠杆上的动力和阻力都是竖直向下的，所以力臂在杠杆上、直接在杠杆上读出即可。5、不可取，这样得出的实验结论具有偶然性，不具有说服力。6、动力×动力臂=阻力×阻力臂思考