第十章第一節(jié)科學(xué)探究：杠桿的平衡條件

1、 第九章第九章 機(jī)械與人機(jī)械與人第一節(jié)第一節(jié)科學(xué)探究：杠桿的平衡條件科學(xué)探究：杠桿的平衡條件只要給我一個(gè)支點(diǎn)，我就可以只要給我一個(gè)支點(diǎn)，我就可以撬起地球。撬起地球。阿基米德阿基米德阿基米德真的可以阿基米德真的可以 撬起地球嗎？撬起地球嗎？m m地球地球6.06.010102424kgkg這些能給我們提供方便的工具都稱為機(jī)械這些能給我們提供方便的工具都稱為機(jī)械 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、認(rèn)識杠桿一、認(rèn)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(diǎn)轉(zhuǎn)動、繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動3 3、比較堅(jiān)硬、比較堅(jiān)硬杠桿定義：杠桿定義：在力的作用下，能

2、繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒，叫做杠在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒，叫做杠桿。桿。 提問：在現(xiàn)實(shí)生活中，你還能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢？提問：在現(xiàn)實(shí)生活中，你還能舉出哪些杠桿的實(shí)例呢？ FO支支點(diǎn)點(diǎn) F1動力動力F2阻力阻力動力作用線動力作用線L1阻力作用線阻力作用線L2認(rèn)識杠桿的幾個(gè)概念認(rèn)識杠桿的幾個(gè)概念這些概念很重要！這些概念很重要！支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)，用支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)，用O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(diǎn)到動力作用線的距離，用動力臂：從支點(diǎn)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

3、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(diǎn)到阻力作用線的距離，用阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用L L2 2表示。表示。 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” 阻力臂阻力臂L21 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(diǎn)，力臂為多少？、如果力的作用線過支點(diǎn)，力臂為多少？ 力臂為力臂為0 0想一想想一想畫出

4、圖中杠桿各力的力臂畫出圖中杠桿各力的力臂F1l1l2F2O想一想想一想.OOL1L2F1F2L2L1F1F2畫力臂的方法：畫力臂的方法：一找（找準(zhǔn)支點(diǎn)）一找（找準(zhǔn)支點(diǎn)）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-支點(diǎn)到垂足的距支點(diǎn)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(shí)驗(yàn)：用橡皮、小刀、直尺、硬幣等物怎樣組成探究實(shí)驗(yàn)：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)

5、動時(shí)，當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下靜止或做勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，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(shí)，動力、動力臂、阻力、提出問題：杠桿平衡時(shí)，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 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(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件杠桿杠

6、桿平平衡衡螺螺母母實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究杠桿兩端兩只可調(diào)節(jié)的螺母，能起什么作用杠桿兩端兩只可調(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(shí)，在水平位置呢為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置呢? ?因?yàn)檫@樣力臂的數(shù)值在杠桿上就能直接讀出或量出。因?yàn)檫@樣力臂的數(shù)值在杠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)”想一想想一想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)實(shí)驗(yàn)表格實(shí)驗(yàn)表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)F F1 1/N/NL L1 1/cm/cmF F2 2/N/NL L2 2/cm/cm1 12 23 3

7、提問提問: : 你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與你的假設(shè)一致嗎你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與你的假設(shè)一致嗎? ?你的結(jié)論是什么你的結(jié)論是什么? ?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 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。最值：支點(diǎn)，力的作用點(diǎn)的連線為力臂最大值最值：支點(diǎn)，力的作用點(diǎn)的連線為力臂最大值交流與合作交流與合作條件：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(diǎn)移同樣的距離，杠桿平衡

8、嗎？、將兩端鉤碼向支點(diǎn)移同樣的距離，杠桿平衡嗎？問題探究問題探究三、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(fèi)距離省力杠桿但要費(fèi)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)動力臂阻力臂動力臂阻力臂F F動動F F阻阻 費(fèi)力杠桿但省距離費(fèi)力杠桿但省距離省力省力費(fèi)力費(fèi)力費(fèi)力費(fèi)力費(fèi)力費(fèi)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1 1、在天平、獨(dú)輪手推車、鑷子、鋼絲鉗中，屬于費(fèi)、在天平、獨(dú)輪手推車、鑷子、鋼絲鉗中，屬于費(fèi)力杠桿的有力杠桿的有_；屬于等臂

9、杠桿的有；屬于等臂杠桿的有_。鑷子鑷子天平天平鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)2 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 O為支點(diǎn)，為支點(diǎn)，AO=0.3mAO=0.3m，當(dāng)在當(dāng)在A A點(diǎn)懸吊一重為點(diǎn)懸吊一重為5N5N的物體，繩子拉力的物體，繩子拉力F=3NF=3N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 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 DDGOFAGGGOOOFFBCLLLLF4.4.兩個(gè)力作用在杠桿兩端使杠桿平衡兩個(gè)力作用在杠桿兩端

10、使杠桿平衡, ,則則( )( )A.A.這兩個(gè)力的大小必須相等這兩個(gè)力的大小必須相等B.B.這兩個(gè)力的力臂長必須相等這兩個(gè)力的力臂長必須相等C.C.力臂較長的那個(gè)力比較大力臂較長的那個(gè)力比較大D.D.力臂較長的那個(gè)力比較小力臂較長的那個(gè)力比較小D D5 5、畫出圖中作用在、畫出圖中作用在A A 點(diǎn)最小的力的方向點(diǎn)最小的力的方向 。F6 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？AOBCF2F1L1L2已知：已知：L L2 2=A0=0.1m L=A0=0.1m L1 1=0C=0.7m =0C=0.7m