杠桿的平衡條件2

1、6.5 探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件一根硬棒在力的作一根硬棒在力的作用下如果能繞著用下如果能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就叫做硬棒就叫做杠桿杠桿這些用具有什這些用具有什 么共同特點(diǎn)么共同特點(diǎn)? ?一、什么是杠桿？一、什么是杠桿？v1、定義：一根硬棒，在力的作用下能、定義：一根硬棒，在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿。繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿。注意：硬棒可以是各種形狀的。注意：硬棒可以是各種形狀的。生活中的杠桿生活中的杠桿二、杠桿平衡二、杠桿平衡v1、杠桿平衡是、杠桿平衡是指杠桿處于指杠桿處于靜止靜止或作或作勻勻速轉(zhuǎn)動(dòng)速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。狀態(tài)。 蹺蹺板的簡化裝置：蹺蹺

2、板的簡化裝置：帶等分刻度的均帶等分刻度的均質(zhì)木尺、質(zhì)木尺、 鉤碼、鐵架臺(tái)。鉤碼、鐵架臺(tái)。探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件猜想猜想:杠桿的平衡可能與哪些因素有關(guān)杠桿的平衡可能與哪些因素有關(guān)?杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件物體的平衡條件物體的平衡條件受受平衡力平衡力作用作用只與只與力的三要素力的三要素有關(guān)有關(guān) FO支支點(diǎn)點(diǎn) F1動(dòng)力動(dòng)力F2阻力阻力動(dòng)力作用線動(dòng)力作用線L1阻力作用線阻力作用線L2支點(diǎn)支點(diǎn)動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力臂動(dòng)力臂阻力阻力阻力臂阻力臂 杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用0 0表示。表示。使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F F1 1表示。表示。 從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，

3、用從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用L L1 1表示。表示。阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用F F2 2表示。表示。從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用L L2 2表示。表示。這些概念很重要這些概念很重要 一一“點(diǎn)點(diǎn)”支點(diǎn)支點(diǎn)O（一定在杠桿上）（一定在杠桿上） 動(dòng)力動(dòng)力F1 二二“力力” 相對的相對的 阻力阻力F2 動(dòng)力臂動(dòng)力臂L1 二二“臂臂” 阻力臂阻力臂L2試一試試一試天平天平蹺蹺板蹺蹺板蹺蹺板又要怎樣保蹺蹺板又要怎樣保持平衡呢？持平衡呢？天平是怎樣保持平天平是怎樣保持平衡的？衡的？想一想想一想：這些杠桿分別受到了哪些力的作用？杠桿杠桿平衡平衡螺母螺母實(shí)驗(yàn)探究：杠桿

4、的平衡條件實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1 L1=F2 L2AB實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)杠桿、鉤碼、彈簧測力計(jì)、鐵架臺(tái)杠桿、鉤碼、彈簧測力計(jì)、鐵架臺(tái)探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件器材器材:測量的物理量測量的物理量:力力力臂力臂 A、B兩圖中的杠桿兩圖中的杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采處于靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用哪幅圖？為什么？用哪幅圖？為什么？討論：討論： 實(shí)驗(yàn)時(shí)，使杠桿在實(shí)驗(yàn)時(shí)，使杠桿在水平水平位置位置平衡，便于在杠桿上平衡，

5、便于在杠桿上直接讀出力臂直接讀出力臂的大小。的大小。思考與討論思考與討論 杠桿兩端有兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能杠桿兩端有兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能 起什么作用起什么作用? ? 為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置呢為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置呢? ?作用作用:調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡能在杠桿上直接讀出力臂的大小能在杠桿上直接讀出力臂的大小探究杠桿的平衡條件探究杠桿的平衡條件1 1、在實(shí)驗(yàn)前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡、在實(shí)驗(yàn)前要通過調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡 螺母，使杠桿水平平衡。螺母，使杠桿水平平衡。2 2、掛鉤碼后，不能再動(dòng)平衡螺母。、掛鉤碼后，不能再動(dòng)平衡螺母。3 3、讀數(shù)時(shí)，杠桿仍要求是處于水平平

6、衡、讀數(shù)時(shí)，杠桿仍要求是處于水平平衡 狀態(tài)，以便直接讀出力臂的長度。狀態(tài)，以便直接讀出力臂的長度。杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件：動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力臂阻力動(dòng)力臂阻力阻力臂阻力臂即：杠桿的平衡取決于力和力臂的乘積即：杠桿的平衡取決于力和力臂的乘積 F1L1=F2L2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：如何用彈簧秤將下面杠桿調(diào)平？如何用彈簧秤將下面杠桿調(diào)平？如右圖中的男孩重如右圖中的男孩重500N500N，女，女孩重孩重350N350N，當(dāng)男孩離蹺蹺板，當(dāng)男孩離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸70cm70cm時(shí)，女孩應(yīng)該坐時(shí)，女孩應(yīng)該坐在哪里才時(shí)蹺蹺板水平平衡在哪里才時(shí)蹺蹺板水平平衡。已知：阻力已知：阻力F2=500N，阻力臂，阻力

7、臂L2=70cm=0.7m，動(dòng)力，動(dòng)力F1=350N求：動(dòng)力臂求：動(dòng)力臂L1=？解：根據(jù)杠桿平衡條件解：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，得，得L1=F2L2/F1=(500NX0.7m)/350N=1m答：女孩應(yīng)該坐在離轉(zhuǎn)軸答：女孩應(yīng)該坐在離轉(zhuǎn)軸1m處。處。AOBCF2F1如圖所示，用撬棒撬石頭，手握在撬棒的末端如圖所示，用撬棒撬石頭，手握在撬棒的末端B B端，其端，其中中AOAO0.1m0.1m，ABAB1m1m，OCOC0.7m0.7m，要撬起重為，要撬起重為1400N1400N的的石頭，需要在石頭，需要在B B端豎直端豎直向下向下用多少用多少N N的力才能撬起石頭？的力才能撬起石頭？

8、計(jì)算題計(jì)算題你做對你做對了嗎？了嗎？已知：已知：l2=A0=0.1m l1=0C=0.7m F2=G=1400NNNmmFllF20014007 . 01 . 02121解解：由杠桿平衡條件：由杠桿平衡條件F1L1=F2L2可得：可得：答：需要在答：需要在B端豎直向下用端豎直向下用200N的力才的力才能撬起石頭。能撬起石頭。求：求：F1=?討論：討論：（1）若：）若：L1 L2 ，則：，則：F1 F2（2）若：）若：L1 L2 ，則：，則：F1 F2（3）若：）若：L1 = L2 ，則：，則：F1 F2= 根據(jù)根據(jù)L1 、 L2 的大小關(guān)系，可將杠桿分為的大小關(guān)系，可將杠桿分為 種：種：3（1

9、）L1 L2 ：（2）L1 L2 ：（3）L1 = L2 ：省力杠桿省力杠桿費(fèi)力杠桿費(fèi)力杠桿等臂杠桿等臂杠桿（2）若：）若：L1 L2 ，則：，則：F1 F2（2）若：）若：L1 L2 ，則：，則：F1 F2（2）若：）若：L1 L2 ，則：，則：F1 F2（2）若：）若：L1 L2 ，則：，則：F1 F2（3）若：）若：L1 = L2 ，則：，則：F1 F2三、杠桿的應(yīng)用三、杠桿的應(yīng)用省省 力力 費(fèi)費(fèi) 距距 離離 生活中的省力杠桿生活中的省力杠桿v費(fèi)費(fèi) 力力 省省 距距 離離2Fo2L1L1F21LL21FF 生活中的費(fèi)力杠桿力臂的畫法力臂力臂：指支點(diǎn)到力的作用線的：指支點(diǎn)到力的作用線的垂直

10、距離垂直距離。確定動(dòng)力和阻力的作用線過支點(diǎn)向力的作用線作垂線段標(biāo)垂足，標(biāo)力臂找支點(diǎn)動(dòng)力？阻力？動(dòng)力？阻力？撬石頭時(shí)撬杠受力示意圖：撬石頭時(shí)撬杠受力示意圖：支點(diǎn)支點(diǎn)OL2F2F1L1橇圖釘杠桿受力示意圖：橇圖釘杠桿受力示意圖：l2 F1F2l1OAOBF1L2L1F2練習(xí)一練習(xí)一1、在天平、獨(dú)輪手推車、鑷子、鋼絲鉗中，屬于費(fèi)力杠、在天平、獨(dú)輪手推車、鑷子、鋼絲鉗中，屬于費(fèi)力杠桿的有桿的有 ；屬于等臂杠桿的有；屬于等臂杠桿的有 。2、如圖所示的杠桿，重力不計(jì)，、如圖所示的杠桿，重力不計(jì)，O為支點(diǎn)，為支點(diǎn)，AO=0.3m，當(dāng)在當(dāng)在A點(diǎn)懸吊一重為點(diǎn)懸吊一重為5N的物體，繩子拉力的物體，繩子拉力F=3N

11、時(shí)，杠桿時(shí)，杠桿在水平位置平衡，在圖中畫出拉力在水平位置平衡，在圖中畫出拉力F的力臂的力臂L2，力臂，力臂L2為為 。OCFAB鑷子鑷子天平天平0.5mL2例題：畫出下圖杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O O畫出圖中作用在畫出圖中作用在A 點(diǎn)最小的力的點(diǎn)最小的力的方向方向 。 FAB如圖如圖AOB是一彎曲杠桿，可以繞固定點(diǎn)是一彎曲杠桿，可以繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。在在B點(diǎn)掛一重物，為了使杠桿在圖示位置平衡，若點(diǎn)掛一重物，為了使杠桿在圖示位置平衡，若在在A點(diǎn)施加一個(gè)力并要這個(gè)力最小，在圖中畫出這點(diǎn)施加一個(gè)力并要這個(gè)力最小，在圖中畫出這個(gè)力的示意

12、圖。個(gè)力的示意圖。BOAGF練習(xí)二練習(xí)二3、圖中所畫力臂正確的是、圖中所畫力臂正確的是 （ ）GOFAGGGOOOFFBCDLLLLDv 4下圖所示是一個(gè)指甲刀的示意圖；它由三個(gè)杠桿ABC、OBD和OED組成，用指甲刀剪指甲時(shí)，下面說法正確的是( ) 三個(gè)杠桿都是省力杠桿； 三個(gè)杠桿都是費(fèi)力杠桿； ABC是省力杠桿，OBD、OED是費(fèi)力杠桿； ABC是費(fèi)力杠桿，OBD、OED是省力杠桿。 C C5、圖5是環(huán)衛(wèi)工人用的一種垃圾夾的結(jié)構(gòu)示意圖。拉繩的一端固定在手把上，另一端穿過空心管桿與兩夾爪的一端相連。當(dāng)用力捏手把時(shí)，夾爪在拉繩的作用下可夾持物體，同時(shí)彈簧被壓縮；當(dāng)松開手把時(shí)，夾爪在彈簧的作用下恢復(fù)原狀。在使用過程中，手把和夾爪分別是 ( )A.省力杠桿，費(fèi)力杠桿 B.費(fèi)力杠桿，省力杠桿 C省力杠桿，省力杠桿D.費(fèi)力杠桿，費(fèi)力杠桿A Av6、將一圓柱體油桶推上臺(tái)階，現(xiàn)分別在A、B和C點(diǎn)用力，力的方向如圖所示，則最小的推力是 ( )vAFA BFB CFC D一樣大 B B7.如右圖所示要使杠桿平衡，作用在A點(diǎn)上的力分別為F1 、F2 、F3 ，其中最小的力是（ ）A.沿豎直方向的力F1最小 B.沿垂直杠桿方向的力F2最小C.沿水平方向的力F3最小 D.無論什么方向用力一樣大 BAOB如圖甲的鋼絲鉗，如圖甲的鋼絲鉗，A為剪鋼絲處，