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1、杠杆学习任务单【学习目标】1.能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。2.知道杠杆的平衡条件，并能利用杠杆的平衡条件进行相关的计算。3.能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。【课前预习任务】了解杠杆的定义【课上学习任务】任务一、杠杆1定义：如图1所示，一根硬棒，在 的作用下能绕着固定点O ，这根硬棒就是杠杆(lever)。说明：在生活中根据需要，杠杆可以做成直的，也可以做成弯的，但必须是硬的物体。2杠杆的五要素（如图2所示）： （1）支点：杠杆绕着转动的点，用字母O表示。杠杆转动时，支点是相对固定的。 （2）动力： 杠杆转动的力，用字母F1表示。 （3）阻力：
2、杠杆转动的力，用字母F2表示。 说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在 上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向 。（如图2、图3所示） （4）动力臂：从支点O到动力F1 的距离。用字母l1表示。 （5）阻力臂：从支点O到阻力F2 的距离。用字母l2表示。3画力臂的方法（1）找准支点O（一找支点）。（2）沿力的方向作力的作用线（虚线），注意力的作用点应画在杠杆上（二画线）。（3）从支点作力的作用线的垂线段（虚线），画出垂直符号，这就是力臂（三连距离）。（4）用大括号标力臂，并标上符号（四标签）。任务二、探究杠杆的平衡条件杠杆平衡：杠杆 或 。【提出问题】杠杆平衡时，如果
3、保持阻力和阻力臂不变，那么动力和动力臂有什么关系？【猜想假设】杠杆平衡时，如果保持阻力和阻力臂不变，那么动力与动力臂成反比。设计实验：【 设计实验 】（一）实验器材杠杆，支架（铁架台）一套，弹簧测力计一个（5N 0.1N），轻质绳套一个，钩码（50g10 ）一盒。（二）实验步骤1实验前：将支架放在水平桌面上，组装好杠杆，应调节杠杆两端的 ，使杠杆在 位置平衡。这样做的目的是使杠杆的重心过支点，使力臂在杠杆上，便于直接_。如果实验前，杠杆左端高，右端低，应将_向_调。用调好的弹簧测力计测出一个钩码受到的重力G。2从钩码盒中选出合适个数的钩码挂在支点一侧的某位置作为阻力F2，阻力臂为L2；在支点另
4、一侧的合适位置悬挂合适个数的钩码作为动力F1，直到杠杆在水平位置重新平衡，读出动力F1和动力臂L1，将F1、L1的数据记录在表格1中。3保持阻力和阻力臂不变，改变另外一侧钩码的个数，同时调节悬挂点的位置，使杠杆在水平位置重新平衡，读出此时动力F1和动力臂L1的数据并记录在表格1中。4保持阻力和阻力臂不变，仿照步骤3再做一次实验，读出F1、L1的数据并记录在表格1中。5保持阻力和阻力臂不变，将其它钩码都取下，在原来阻力所在一侧的某一位置拴好一个轻质的绳套，用弹簧测力计钩住绳套竖直向上拉，使杠杆在水平位置重新平衡，读出此时动力F1和动力臂L1的数据并记录在表格1中。6保持阻力和阻力臂不变，改变绳套
5、的位置，仿照步骤5再做两次实验，读出F1、L1的数据并记录在表格1中。（三）实验数据记录表格动力臂L1/m动力F1/N【实验结论】杠杆平衡时，如果保持阻力和阻力臂不变，那么动力与动力臂成 任务三、进一步探究杠杆的平衡条件【 提出问题 】杠杆平衡时，动力F1和动力臂L1的乘积与阻力F2和阻力臂L2的乘积的关系是什么？【 猜想假设 】动力跟动力臂的乘积等于阻力跟阻力臂的乘积，则杠杆平衡。【 设计实验 】（一）实验器材： 杠杆，支架（铁架台）一套，弹簧测力计一个（5N 0.1N），轻质绳套一个，钩码（50g10 ）一盒。（二）实验步骤：1将支架放在水平桌面上，组装好杠杆。调节杠杆两端的平衡螺母使其在
6、水平位置平衡，用调好的弹簧测力计测出一个钩码受到的重力G。2从钩码盒中选出合适个数的钩码挂在支点一侧的某位置作为阻力F2，阻力臂为L2；在支点另一侧的合适位置悬挂合适个数的钩码作为动力F1，直到杠杆在水平位置重新平衡，读出动力F1和动力臂L1，将F1、F2、L1、L2的数据记录在表格2中。3改变阻力F2和阻力臂L2大小，调节另外一侧钩码的个数及悬挂点的位置使杠杆在水平位置重新平衡，读出此时F1、F2、L1、L2的数据并记录在表格2中。4仿照步骤3再做一次实验，读出此时F1、F2、L1、L2的数据并记录在表格2中。5将支点一侧的钩码取下，在另一侧的某一位置拴好一个轻质的绳套，用弹簧测力计钩住绳套
7、竖直向上拉，使杠杆在水平位置重新平衡，读出此时F1、F2、L1、L2的数据并记录在表格2中。6改变钩码的数量和位置，调节绳套至另一位置，仿照步骤5再做两次实验，读出此时F1、F2、L1、L2的数据并记录在表格2中。（三）实验数据记录表格2阻力臂L2/m阻力F2/N动力臂L1/m动力F1/N【 实验结论 】杠杆的平衡条件（杠杆原理）是： 。写成公式： 或 公式变形后得到力和力臂的关系式为 。任务四、生活中的杠杆1省力杠杆（如图7所示）特点：动力臂l1 阻力臂l2，动力F 1 阻力F 2。 力，费距离。应用举例：撬棒、铡草的铡刀 、钢丝钳、手推车、花枝剪刀、钳子、瓶盖起子、羊角锤、核桃夹子、裁纸刀
8、、压水井手柄2费力杠杆（如图8所示）特点：动力臂l1 阻力臂l2，动力F 1 阻力F 2。 力， 。应用举例：人的前臂、理发剪刀、起重臂、缝纫机踏板、钓鱼杆、筷子、镊子、食品夹子、餐盘夹子、赛艇的船桨3等臂杠杆特点：动力臂l1 阻力臂l2，动力F 1 阻力F 2。 ， 。应用举例： 。 【课后作业】练习1.画出图11所示拉力F的力臂练习2.筷子是中国和部分亚洲国家特有的用餐工具，一般使用筷子的方法如图所示，则筷子是()A费力杠杆，但省距离B省力杠杆，且省距离C省力杠杆，但费距离D等臂杠杆，既不省力也不费力练习3.在如图所示的实验装置中：(1)实验前没有挂钩码时，发现杠杆的左端下倾，应将杠杆右端
9、的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。(2)实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？(请设计两种方案)_；_。【课后作业参考答案】练习1.答案：解析：力臂作图：要明确力臂是从支点到力的作用线的距离，而不是从支点到力的作用点的距离。方法指导：画力臂的步骤如下：(1)在杠杆的示意图上，确定支点O，并将力的作用线延长；(2)从支点O向力的作用线作垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂；(3)支点到垂足可以用带箭头的线段或用大括号勾出，并用相应字母标明。练习2.答案：A解析：根据实际生活中的体验，首先确定筷
10、子上的支点应在大拇指与筷子的接触点上，然后再确定力臂。动力臂是从该支点到食指与筷子接触点的长度，而阻力臂是从该支点到食物与筷子接触点的长度。显然，动力臂小于阻力臂，所以筷子为费力杠杆，虽然费了力，但却省了距离，故本题答案为A。练习3.答案： (1)右(2)见解析解析：(1)由杠杆平衡条件可知，当杠杆左端下倾时，G左l左G右l右，若使杠杆在水平位置平衡，则应使G右l右增大，即应使l右增大，所以螺母应向右边旋一些。(2)若使杠杆在水平位置平衡，必须满足杠杆平衡条件。设一个钩码的重力为G，杠杆上每个小格的长度为l，则G左l左4G3l12Gl，只要使右边钩码的放置满足G右l右12Gl即可，所以答案有以下几种：在右边第3格处挂4个钩码；在右边第4格处挂3个钩码；在右边第6格处挂2个钩码。方法指导 对于这类杠杆平衡问题，基本思路就是先确定杠杆两端的力和力臂的乘积，然后再根据杠杆平衡条件来解决相应的问题。
