科學(xué)探究：杠桿的平衡條件

1、科學(xué)探究：杠桿的平衡條件科學(xué)探究：杠桿的平衡條件認(rèn)識(shí)杠桿認(rèn)識(shí)杠桿杠桿的五要素杠桿的五要素力臂的畫法力臂的畫法實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件科學(xué)探究：杠桿的平衡條件科學(xué)探究：杠桿的平衡條件一、什么是杠桿？一、什么是杠桿？這些都應(yīng)用了杠桿的原理這些都應(yīng)用了杠桿的原理討論交流：杠桿有什么共同特征呢？討論交流：杠桿有什么共同特征呢？v1、受到力的作用下、受到力的作用下v2、硬棒、硬棒v3、固定點(diǎn)、固定點(diǎn)v在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠桿。歸納總結(jié)：杠桿的定義？歸納總結(jié)：杠桿的定義？生活中的杠桿生活中的杠桿v 提問(wèn)：在現(xiàn)實(shí)生活中，你還能舉出哪些杠桿的實(shí)例嗎

2、？提問(wèn)：在現(xiàn)實(shí)生活中，你還能舉出哪些杠桿的實(shí)例嗎？舉例舉例 當(dāng)曲肘把重物舉起來(lái)的時(shí)當(dāng)曲肘把重物舉起來(lái)的時(shí)候，手臂也是一個(gè)杠桿候，手臂也是一個(gè)杠桿(如如圖圖)。肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn)。肘關(guān)節(jié)是支點(diǎn)。當(dāng)你抬腳跟的時(shí)候，是腳跟后面當(dāng)你抬腳跟的時(shí)候，是腳跟后面的肌肉在起作用，腳尖是支點(diǎn)，的肌肉在起作用，腳尖是支點(diǎn)，體重落在兩者之間。這實(shí)際上是體重落在兩者之間。這實(shí)際上是一個(gè)杠桿一個(gè)杠桿(如圖如圖)，這時(shí)肌肉的拉，這時(shí)肌肉的拉力比體重要小。力比體重要小。試一試：人體杠桿二、認(rèn)識(shí)杠桿的幾個(gè)概念二、認(rèn)識(shí)杠桿的幾個(gè)概念杠桿示意圖:F F2 2阻力阻力L L1 1動(dòng)力臂動(dòng)力臂L L2 2阻力臂阻力臂動(dòng)力作用線動(dòng)力作用線阻

3、力作用線阻力作用線O支點(diǎn)支點(diǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)使杠桿轉(zhuǎn)使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力動(dòng)的力阻礙杠桿阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力轉(zhuǎn)動(dòng)的力支點(diǎn)到動(dòng)支點(diǎn)到動(dòng)力作用線力作用線的距離的距離支點(diǎn)到阻支點(diǎn)到阻力作用線力作用線的距離的距離F F1 1動(dòng)力動(dòng)力杠桿的五個(gè)重要概念（五要素）杠桿的五個(gè)重要概念（五要素）1. 支點(diǎn)：支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。o（小木塊）（小木塊）2. 動(dòng)力：動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。F1（向下壓的力）（向下壓的力）3. 阻力：阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。F2（對(duì)硬棒壓力）（對(duì)硬棒壓力）4. 動(dòng)力臂：動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。從支點(diǎn)到

4、動(dòng)力作用線的距離。L15. 阻力臂：阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。L2杠桿的杠桿的這些概念很重要！這些概念很重要?。菏裁词橇Ρ勰?？什么是力臂呢？力臂怎樣來(lái)畫？力臂怎樣來(lái)畫？支點(diǎn)支點(diǎn)力臂的畫法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距離垂直距離。確定動(dòng)力和阻力的作用線過(guò)支點(diǎn)到力的作用線作垂線段標(biāo)垂足，標(biāo)力臂找支點(diǎn)F2F1OBAL1L2（）（）練習(xí)：鞏固力臂的畫法練習(xí)：鞏固力臂的畫法v例題：例題：請(qǐng)把下圖中的支點(diǎn)與力臂畫出來(lái)。請(qǐng)把下圖中的支點(diǎn)與力臂畫出來(lái)。強(qiáng)調(diào)注意強(qiáng)調(diào)注意（）（）AOBF1L2L11.力力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，不是支點(diǎn)到作

5、用點(diǎn)的距離。臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，不是支點(diǎn)到作用點(diǎn)的距離。2.力的作用線是一條直線，沒(méi)有方向。力的作用線是一條直線，沒(méi)有方向。3.力臂和力的作用線用虛線表示，且力臂的長(zhǎng)度應(yīng)該用大括號(hào)力臂和力的作用線用虛線表示，且力臂的長(zhǎng)度應(yīng)該用大括號(hào)標(biāo)記；垂直的地方應(yīng)有垂足；支點(diǎn)處用標(biāo)記；垂直的地方應(yīng)有垂足；支點(diǎn)處用O標(biāo)記。標(biāo)記。F2v什么是杠桿平衡？什么是杠桿平衡？ 當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下，處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下，處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，我們說(shuō)杠桿平衡了。我們說(shuō)杠桿平衡了。三、實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件三、實(shí)驗(yàn)探究：杠桿的平衡條件v實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材 帶有刻度的帶有刻度的杠桿杠桿、支架

6、臺(tái)支架臺(tái)、若干個(gè)、若干個(gè)鉤碼鉤碼等等等等4.分析論證分析論證制定計(jì)劃制定計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3.2.猜想與假設(shè)猜想與假設(shè)科學(xué)探究的基本過(guò)程科學(xué)探究的基本過(guò)程1.提出問(wèn)題提出問(wèn)題1、提出問(wèn)題、提出問(wèn)題 杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？間存在著怎樣的關(guān)系？F1、F2、L1、L2之間存在什么關(guān)系呢？之間存在什么關(guān)系呢？2、猜想與假設(shè)、猜想與假設(shè)F1+L1=F2+L2F1-L1=F2-L2F1/L1=F2/L2F1L1=F2L2杠桿杠桿平衡平衡螺母螺母進(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)4、分析與論證、分析與論證杠桿的平衡條件杠桿的平

7、衡條件動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力臂動(dòng)力臂= =阻力阻力阻力臂阻力臂F1L1=F2L2思考與討論 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(shí)，在水平位置呢? 因?yàn)檫@樣力臂的數(shù)值在杠桿上就因?yàn)檫@樣力臂的數(shù)值在杠桿上就能直接讀出或量出。能直接讀出或量出。 杠桿調(diào)平的方法是什么？ “左高左調(diào)、右高右調(diào)”杠桿平衡條件的應(yīng)用杠桿平衡條件的應(yīng)用例題：例題：當(dāng)在杠桿處于平衡狀態(tài)，并且已知石頭對(duì)杠桿的當(dāng)在杠桿處于平衡狀態(tài)，并且已知石頭對(duì)杠桿的壓力為壓力為3000N，動(dòng)力臂和阻力臂分別為，動(dòng)力臂和阻力臂分別為180cm和和6cm，請(qǐng)問(wèn)動(dòng)力為多少？請(qǐng)問(wèn)動(dòng)

8、力為多少？已知已知：F2 = 3000N L1 = 180cm L2= 6cm求求：F1=？解解：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2，得 F1 =（F2 L2）/L1 =（3000N6cm）/ 180cm = 100N答答：動(dòng)力為100N。四、本節(jié)小結(jié)四、本節(jié)小結(jié) (作業(yè)作業(yè) P27 第第2、3、4題題) 今天學(xué)到了什么？最后，我們今天學(xué)到了什么？最后，我們總總結(jié)下本節(jié)課結(jié)下本節(jié)課所所學(xué)學(xué)的內(nèi)容。的內(nèi)容。1.兩個(gè)力作用在杠桿兩端使杠桿平衡兩個(gè)力作用在杠桿兩端使杠桿平衡,則則( ) 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.這兩個(gè)力的力臂長(zhǎng)必須相等這兩個(gè)力的力臂長(zhǎng)必須相等 C.力臂較

9、長(zhǎng)的那個(gè)力比較大力臂較長(zhǎng)的那個(gè)力比較大 D.力臂較長(zhǎng)的那個(gè)力比較小力臂較長(zhǎng)的那個(gè)力比較小D2、畫出圖中作用在、畫出圖中作用在A 點(diǎn)最小的力點(diǎn)最小的力的方向的方向 。 FAB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練一練：畫出它們的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2OO F F2 2F F1 1L L1 1L L2 2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=

10、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）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省省力力杠杠桿桿的的應(yīng)應(yīng)用用：我們需要用費(fèi)力杠桿嗎？它有什么好處？我們需要用費(fèi)力杠桿嗎？它有什么好處？v（2009上海）在圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械中，屬于費(fèi)上海）在圖所示