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1、第一节科 学探究 :杠杆平衡条件,第九章 机械和人,梅园中学,“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,L
2、2,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
3、设二:,假设三:,假设四:,F1+L1=F2+L2,F1L1=F2L2,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
4、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,
5、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、
6、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
7、杠杆 B两杠杆均为费力杠杆 CABC为省力杠杆 DABC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、杠杆的平衡条件: F1L1F2L2或,杠杆定义,三、杠杆的应用,省力杠杆:L1 L2。特点:省力、费距离 费力杠杆:L1 L2。特点:费力、省距离 等臂杠杆:L1= L2。特点:不省力不费力 不省距离不费距离。,再见,