65探究杠桿的平衡條件滬粵版初中物理八年級(jí)下冊(cè)

6.5杠桿撬動(dòng)地球的奧秘這些工具在使用時(shí)，有什么共同特點(diǎn)？它們工作時(shí)，能繞一個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。這三個(gè)機(jī)械有什么共同特點(diǎn)？支點(diǎn)：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)O動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O到動(dòng)力F1作用線的距離l1阻力臂：從支點(diǎn)O到阻力F2作用線的距離l2在力的作用下，能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒一、杠桿的概念：F1F2l1ol21、定義：2、杠桿的五要素什么是力的作用線？

通過(guò)力的作用點(diǎn)，沿力的方向所畫的一條直線（畫虛線）什么是力臂？力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離（畫實(shí)線）L2L1F2BOAF1（1）找出支點(diǎn)的位置（3）從支點(diǎn)作動(dòng)力、阻力作用線的垂線（2）確定動(dòng)力、阻力作用線（4）標(biāo)垂足，定力臂延長(zhǎng)線或反向延長(zhǎng)線畫虛線（畫實(shí)線）3、畫力的力臂一、杠桿的概念：F1F2L1L2O試著畫出各力和力臂oF1F2L1L2·畫出圖中杠桿各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O思考討論：2、杠桿是否都是直的？1、力臂是一定在杠桿上嗎？3、若一力作用在杠桿上，作用點(diǎn)不變，但作用方向改變，力臂是否改變？不一定杠桿可以是直的，也可以是彎的要改變二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

1．杠桿平衡：?jiǎn)栴}：杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡？實(shí)驗(yàn)操作：指杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)或作緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

1．杠桿平衡：?jiǎn)栴}：杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡？實(shí)驗(yàn)操作：（1）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。指杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)或作緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。問(wèn)題：為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？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?為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置呢?作用是使杠桿在水平位置平衡·F1F2Ol1l2傾斜狀態(tài)時(shí)力臂不好測(cè)量·F1F2Ol1l2方便測(cè)量力臂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?為什么要求杠桿靜止時(shí)，在水平位置呢?作用是使杠桿在水平位置平衡1、因?yàn)檫@樣力臂的數(shù)值在杠桿上就能直接讀出或量出。2、使杠桿的重心落在支點(diǎn)上，使杠桿的自重對(duì)杠桿的平衡不產(chǎn)生影響。二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

1．杠桿平衡：確保力臂在杠桿上，便于力臂的測(cè)量。問(wèn)題：杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡？實(shí)驗(yàn)操作：（1）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。指杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)或作緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。問(wèn)題：為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡？二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

實(shí)驗(yàn)操作：（1）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。（2）杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

實(shí)驗(yàn)操作：（1）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn)。（2）杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。二、杠桿的平衡條件：2．探究杠桿的平衡條件

實(shí)驗(yàn)操作：（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn)。（4）在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為動(dòng)力，通過(guò)在其他位置上用彈簧測(cè)力計(jì)拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.0521.50.230.1330.120.154)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)分析假設(shè)一：假設(shè)二：假設(shè)三：假設(shè)四：F1+L1=F2+L2F1–L1=F2–L2F1/L1=F2/L2F1·L1=F2·L2哪種個(gè)假設(shè)成立？驗(yàn)證猜想：F1·L1=F2·L2二、杠桿的平衡條件2．探究杠桿的平衡條件

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/m動(dòng)力

動(dòng)力臂/(N·m)阻力F2/N阻力臂l2/m阻力

阻力臂/(N·m)110.120.0521.50.230.1330.120.15求出各次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)力×動(dòng)力臂和阻力×阻力臂的值，然后思考杠桿的平衡條件。0.10.10.30.30.30.3杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的：找到普遍規(guī)律，避免實(shí)驗(yàn)的偶然性。

動(dòng)力×

動(dòng)力臂＝阻力×

阻力臂5）分析與論證：

（阿基米德的杠桿原理）用字母表示為:結(jié)論：杠桿的平衡條件：當(dāng)杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一。或二、杠桿的平衡條件2．探究杠桿的平衡條件

練一練1)l1＝3l2，F(xiàn)1是F2的＿＿＿倍；F1:F2＝2:5，l1:l2＝＿＿。2)l1:l2＝4:3，F(xiàn)2＝60N，F(xiàn)1＝＿＿＿。3)F1＝15N，F(xiàn)2＝75N，l1＝15cm，l2＝＿＿＿。1／35:245N3cm如圖所示，要使杠桿處于平衡狀態(tài)，在A點(diǎn)分別作用的四個(gè)力中，最小的是(

)A．F1

B．F2

C．F3

D．F4L1L2L3L4當(dāng)阻力×阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小。C三、生活中的杠桿請(qǐng)仔細(xì)觀察，利用撬棒撬石頭時(shí)，它的動(dòng)力臂和阻力臂，哪個(gè)更長(zhǎng)呢？我們?cè)谑褂脮r(shí)，是省力了？還是費(fèi)力了呢？F1F2l1l2o由F1L1=F2L2

得：∵L1

>L2∴F1<F2這是省力杠桿動(dòng)力臂大于阻力臂，動(dòng)力小于阻力。在生活中，你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是省力杠桿？

1．省力杠桿：特點(diǎn)：省力三、生活中的杠桿：動(dòng)力臂大于阻力臂，動(dòng)力小于阻力。在生活中，你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是省力杠桿？

我們?cè)谑褂檬×Ω軛U時(shí)，得到了省力的利益，同時(shí)我們又付出了怎樣的代價(jià)呢？

1．省力杠桿：特點(diǎn)：省力費(fèi)距離三、生活中的杠桿：使用費(fèi)力的杠桿，有什么好處呢？請(qǐng)注意觀察，賽艇的船漿在劃水時(shí)，它的動(dòng)力臂和阻力臂，哪個(gè)更長(zhǎng)呢？我們?cè)谑褂脮r(shí)，是省力了？還是費(fèi)力了呢？由F1L1=F2L2

得：∵L1<L2∴F1

>F2這是費(fèi)力杠桿三、生活中的杠桿：三、生活中的杠桿：

2．費(fèi)力杠桿：

特點(diǎn)：在生活中，你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是費(fèi)力杠桿？動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力大于阻力。費(fèi)力三、生活中的杠桿：

2．費(fèi)力杠桿：

特點(diǎn)：在生活中，你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是費(fèi)力杠桿？使用費(fèi)力杠桿，雖然費(fèi)了力，但卻省了動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離。動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力大于阻力。費(fèi)力省距離三、生活中的杠桿：

3．等臂杠桿：

特點(diǎn)：動(dòng)力臂等于阻力臂，動(dòng)力等于阻力。物理實(shí)驗(yàn)室中，我們使用的天平就是等臂杠桿。托盤天平物理天平不省力，也不省距離1．下列工具在正常使用中，屬于費(fèi)力杠桿的是（）[練一練]A．啟瓶器B．切紙鍘刀C．食品夾D．羊角錘C2、一根均勻銅絲，在中點(diǎn)處支住它剛好平衡，現(xiàn)將其右端從中對(duì)折起來(lái)，如圖所示，則杠桿（）A)仍平衡；B)左端下降；C)右端下降；D)無(wú)法判斷。

B

3．如圖所示，分別沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠桿平衡，關(guān)于三個(gè)力的大小，下列說(shuō)法正確的是（）

A．沿F1方向的力最小

B．沿F2方向的力最小

C．沿F3方向的力最小

D．三個(gè)力的大小相等BF3F1F2OL1L3L24．小陽(yáng)同學(xué)在做“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他把杠桿掛在支架上，發(fā)現(xiàn)左端向下傾斜。（1）若使杠桿在

位置平衡，需把平衡螺母向

端調(diào)節(jié)。（2）如果在杠桿的A處掛三個(gè)相同的鉤碼，則在B處要掛

個(gè)同樣的鉤碼，杠桿才能重新位置平衡。（3）若在C處掛6

N的鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)作用在B點(diǎn)，要使杠桿在水平位置平衡，最小拉力的方向應(yīng)該

，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為

。水平右2OACB豎直向上2N5、一根蠟燭截成長(zhǎng)度不同的兩段豎立在杠桿的兩邊，如圖且杠桿平衡，若同時(shí)點(diǎn)燃蠟燭（設(shè)燃燒速度相同），則杠桿的

端將翹起。右F1L1=F2L2(F1-F)L1-(F2-F)L2=

F1L1-FL1-F2L2+FL2=F(L2-L1)L1<L2>0

L1L26、有一根杠桿，動(dòng)力為1000N，阻力為3000N，動(dòng)力臂為1.5m，此時(shí)杠桿恰好平衡，求：它的阻力臂為多少？解：根據(jù)杠桿的平衡條件：

F1L1＝F2L2

L2＝F1L1/F2=(1000NX1.5m)/3000N=0.5m答：它的阻力臂為0.5m.解：根據(jù)L1＋L2＝L得出L2=L-L1①

F1=G1＝600NF2=G2＝200N根據(jù)杠桿的平衡條件：F1L1＝F2L2將①代入得

F1L1＝F2(L－L1）L1=