第九章第一節(jié)科學(xué)探究：杠桿的平衡條件

1、第一節(jié)第一節(jié)科學(xué)探究：科學(xué)探究：杠桿的平衡條件杠桿的平衡條件 1 1、通過觀察生活和生產(chǎn)勞動中的各種杠通過觀察生活和生產(chǎn)勞動中的各種杠桿提取出共同的特征，并能在杠桿上確認動力、桿提取出共同的特征，并能在杠桿上確認動力、阻力、動力臂、阻力臂。阻力、動力臂、阻力臂。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 2 2、能根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對杠桿的使用、特能根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對杠桿的使用、特點，以及作用效果進行分類。點，以及作用效果進行分類。 3 3、會應(yīng)用杠桿平衡條件進行簡單計算，會應(yīng)用杠桿平衡條件進行簡單計算，解決有關(guān)問題。解決有關(guān)問題。阿基米德阿基米德m m地球地球6.06.010102424kgkg這些能給我們提供方便的工具都

2、稱為機械這些能給我們提供方便的工具都稱為機械 復(fù)雜機械都是由簡單機械組成的復(fù)雜機械都是由簡單機械組成的觀察下列工具，思考并討論其共同特征觀察下列工具，思考并討論其共同特征一一. 認識杠桿認識杠桿共同特征：共同特征：1 1、受力的作用、受力的作用2 2、繞固定點轉(zhuǎn)動、繞固定點轉(zhuǎn)動3 3、比較堅硬、比較堅硬杠桿定義：杠桿定義：在在力力的作用下，能繞某一的作用下，能繞某一固定點固定點轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動的硬棒硬棒，叫做杠，叫做杠桿。桿。 提問：在現(xiàn)實生活中，你還能舉出哪些杠桿的實例呢？提問：在現(xiàn)實生活中，你還能舉出哪些杠桿的實例呢？ FO支支點點 F1動力動力F2阻力阻力動力作用線動力作用線L1阻力作用線阻力

3、作用線L2這些概念很重要這些概念很重要支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，用支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，用0 0表示。表示。動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F F1 1表示。表示。動力臂：從支點到動力作用線的距離，用動力臂：從支點到動力作用線的距離，用L L1 1表示。表示。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用F F2 2表示。表示。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用L L2 2表示。表示。 一一“點點”支點支點O（一定在杠桿上）（一定在杠桿上） 動力動力F1 二二“力力” 相對的相對的 阻力阻力F2 動力臂動力臂L1 二二“臂臂”

4、 阻力臂阻力臂L2思考討論思考討論1 1、 力臂是一定在杠桿上嗎？力臂是一定在杠桿上嗎？不一定不一定2 2、 杠桿是否都是直的？杠桿是否都是直的？杠桿可以是直的，也可以是彎的杠桿可以是直的，也可以是彎的3 3、如果力的作用線過支點，力臂為多少？、如果力的作用線過支點，力臂為多少？力臂為力臂為0 0想一想想一想畫出圖中杠桿各力的力臂畫出圖中杠桿各力的力臂F1l1l2F2O.OOL1L2F1F2L2L1F1F2畫力臂的方法：畫力臂的方法：一找（找準(zhǔn)支點）一找（找準(zhǔn)支點）二畫（畫出力的作用線）二畫（畫出力的作用線）三引（引垂線）三引（引垂線）四標(biāo)（標(biāo)垂足四標(biāo)（標(biāo)垂足-直角符號、標(biāo)力臂直角符號、標(biāo)力臂

5、-支點到垂足的距支點到垂足的距離離 ）二、杠桿的平衡二、杠桿的平衡提問：什么是杠桿的平衡？提問：什么是杠桿的平衡？探究實驗：用橡皮、小刀、直尺、硬幣等物怎樣組成探究實驗：用橡皮、小刀、直尺、硬幣等物怎樣組成杠桿，并使其平衡？杠桿，并使其平衡？歸納結(jié)論：歸納結(jié)論：當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止或做勻速轉(zhuǎn)動時，當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止或做勻速轉(zhuǎn)動時，我們說杠桿平衡了。我們說杠桿平衡了。1 1 、提出問題：杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、提出問題：杠桿平衡時，動力、動力臂、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？2 2 、猜想與假設(shè)：、猜想與假設(shè)：假設(shè)一：假設(shè)一：F F1

6、 1+L+L1 1=F=F2 2+L+L2 2假設(shè)二：假設(shè)二：F F1 1LL1 1=F=F2 2LL2 2假設(shè)三：假設(shè)三：F F1 1/L/L1 1=F=F2 2/L/L2 2假設(shè)四：假設(shè)四：F F1 1 L L1 1=F=F2 2 L L2 2實驗探究：杠桿的平衡條件實驗探究：杠桿的平衡條件杠桿杠桿平平衡衡螺螺母母杠桿兩端裝置兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用杠桿兩端裝置兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用? ?作用是調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡作用是調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢為什么要求杠桿靜止時，在水平位置呢? ?因為這樣力臂的數(shù)值在杠桿上就能直接讀出或量出。因為這樣力臂的數(shù)值在杠

7、桿上就能直接讀出或量出。杠桿調(diào)平的方法是什么？杠桿調(diào)平的方法是什么？“左高左調(diào)、右高右調(diào)左高左調(diào)、右高右調(diào)”思考與討論思考與討論進行實驗與收集證據(jù)進行實驗與收集證據(jù)點擊播放點擊播放實驗表格實驗表格實驗次數(shù)實驗次數(shù)F F1 1/N/NL L1 1/cm/cmF F2 2/N/NL L2 2/cm/cm1 12 23 3交流與合作交流與合作提問提問: : 你的實驗結(jié)論與你的假設(shè)一致嗎你的實驗結(jié)論與你的假設(shè)一致嗎? ?你的結(jié)論是什你的結(jié)論是什么么? ?杠桿的平衡條件是：杠桿的平衡條件是：動力動力動力臂動力臂= =阻力阻力阻力臂阻力臂公式表示為：公式表示為：F F1 1LL1 1=F=F2 2LL2

8、2這就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。這就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。問題探究問題探究條件：杠桿已平衡（如圖）條件：杠桿已平衡（如圖）1 1、兩端去掉相同質(zhì)量的鉤碼，杠桿平衡嗎？、兩端去掉相同質(zhì)量的鉤碼，杠桿平衡嗎？2 2、將兩端鉤碼向支點移同樣的距離，杠桿平衡嗎？、將兩端鉤碼向支點移同樣的距離，杠桿平衡嗎？如何用彈簧測力計將下面的杠桿調(diào)平衡如何用彈簧測力計將下面的杠桿調(diào)平衡點擊播放點擊播放三、杠桿的分類三、杠桿的分類: :(1)(1)動力臂阻力臂動力臂阻力臂 F F動動F F阻阻省力杠桿但要費距離省力杠桿但要費距離(2)(2)動力臂阻力臂動力臂阻力臂F F動動F F阻阻 等臂杠桿等臂杠桿 (3)(3

9、)動力臂阻力臂動力臂阻力臂F F動動F F阻阻 費力杠桿但省距離費力杠桿但省距離省力省力費力費力費力費力費力費力 等等 臂臂三、我國古代的杠桿三、我國古代的杠桿搗搗谷谷的的舂舂汲汲水水的的桔桔槔槔 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)1 1、在天平、獨輪手推車、鑷子、鋼絲鉗中，屬于費、在天平、獨輪手推車、鑷子、鋼絲鉗中，屬于費力杠桿的有力杠桿的有_；屬于等臂杠桿的有；屬于等臂杠桿的有_。鑷子鑷子天平天平2 2、如圖所示的杠桿，重力不計，、如圖所示的杠桿，重力不計，O O為支點，為支點，AO=0.3mAO=0.3m，當(dāng)在當(dāng)在A A點懸吊一重為點懸吊一重為5N5N的物體，繩子拉力的物體，繩子拉力F=3NF=3N時，杠

10、桿時，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 F的力臂的力臂L L2 2，力臂，力臂L L2 2為為_。OCFABL20.5m0.5m3 3、圖中所畫力臂正確的是（、圖中所畫力臂正確的是（ ）D DDGOFAGGGOOOFFBCLLLL4.4.兩個力作用在杠桿兩端使杠桿平衡兩個力作用在杠桿兩端使杠桿平衡, ,則則( )( )A.A.這兩個力的大小必須相等這兩個力的大小必須相等B.B.這兩個力的力臂長必須相等這兩個力的力臂長必須相等C.C.力臂較長的那個力比較大力臂較長的那個力比較大D.D.力臂較長的那個力比較小力臂較長的那個力比較小D D 5 5、畫出圖中作用在、畫

11、出圖中作用在A A 點最小的力的方向點最小的力的方向 。 6 6、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，端，其中其中AOAO0.1m0.1m，ABAB1m1m，OCOC0.7m0.7m，要撬起重為，要撬起重為1400N1400N的石頭，需要在的石頭，需要在B B端豎直向下用多少端豎直向下用多少N N的力才能撬起石的力才能撬起石頭？頭？AOBCF2F1已知：已知：L L2 2=A0=0.1m L=A0=0.1m L1 1=0C=0.7m =0C=0.7m F F2 2=G=1400N=G=1400N求：求：F F1 1=?=?解：由杠桿平衡條件：解：由杠桿平衡條件：F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2可得：可得：答：需要在答：需要在B B端豎直向下用端豎直向下用200N2