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第一节科第一节科 学探究学探究：杠杆平衡条件：杠杆平衡条件第九章第九章 机械和人机械和人梅园中学 “给我一个立足点和一根给我一个立足点和一根足够长的硬棒，我就能移动足够长的硬棒，我就能移动地球。地球。”阿基米徳阿基米徳请观察下面几幅图这三个用具有什这三个用具有什 么共同特点么共同特点 在力的作用下如果能绕着在力的作用下如果能绕着固定点固定点转动的转动的硬棒硬棒，就叫做，就叫做杠杆。杠杆。一、杠杆一、杠杆1、杠杆：、杠杆：这些用具是杠杆吗？这些用具是杠杆吗？钢丝钳钢丝钳 杆秤杆秤 瓶盖起子瓶盖起子道钉撬道钉撬 火钳火钳 独轮车独轮车古代的杠杆古代的杠杆汲汲水水的的桔桔槔槔古代的杠杆古代的杠杆OO OF1F1F1F2F2F2OL1L2支点支点 动动力力阻阻力力动力臂动力臂阻力臂阻力臂支点：支点：杠杆绕着转动的固定点，用杠杆绕着转动的固定点，用O表示。表示。动力：动力：使杠杆转动的力，用使杠杆转动的力，用F1表示。表示。动力臂：动力臂：从支点到动力作用线的距离，用从支点到动力作用线的距离，用L1表示。表示。阻力：阻力：阻碍杠杆转动的力，用阻碍杠杆转动的力，用F2表示。表示。阻力臂：阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用从支点到阻力作用线的距离，用L2表示。表示。有关杠杆的几个名词有关杠杆的几个名词F1F2L1L2O试着画出各力和力臂试着画出各力和力臂L2L1BF2OF1AF2BOAF1画出图中各力的力臂画出图中各力的力臂（1 1）找出支点的位置）找出支点的位置（3 3）从支点作动力、阻力）从支点作动力、阻力作用线的垂线作用线的垂线（2）确定动力、阻力）确定动力、阻力作用线作用线（4）标垂足）标垂足,定力臂定力臂画出图中杠杆各力的力臂画出图中杠杆各力的力臂F1F2L1L2F1F2L1OL2O想一想想一想22、杠杆是否都是直的？、杠杆是否都是直的？思考讨论思考讨论：1、力臂是一定在杠杆上吗？3、若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？答：不是答：杠杆可以是直的，也可以是弯的答：要改变二、实验探究：杠杆的平衡条件1提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？2猜想与假设：假设一：假设二：假设三：假设四：F1+L1=F2+L2F1L1=F2L2F1/L1=F2/L2F1L1=F2L2提问：你还有其他的假设吗？3、制定计划与设计实验、制定计划与设计实验思考与讨论1、杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用?2、为什么要求杠杆在水平位置平衡呢为什么要求杠杆在水平位置平衡呢?作用是调节杠杆，使杠杆在水平位置平衡作用是调节杠杆，使杠杆在水平位置平衡 因为这样力臂的数值在杠杆上，就能直接读出或因为这样力臂的数值在杠杆上，就能直接读出或量出力臂。量出力臂。OL1L2F1F2思考思考：F1L1与与F2L2之间有什么样的关系呢？之间有什么样的关系呢？4、进行实验与收集证据实验次数 F1/NL1/cm F2/NL2/cm123456杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：动力动力 X 动力臂阻力动力臂阻力 X 阻力臂阻力臂用字母表示为用字母表示为:F1L1=F2L2或或结论：当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的结论：当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一几倍，动力就是阻力的几分之一5 5、分析与论证：、分析与论证：例例1 1：在已平衡的杠杆两边分别挂上在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相等），不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，杠杆仍然平衡，如图，则如图，则：左右力臂左右力臂L1:L2=_?L L1 1L L2 2在两边钩码下同时加在两边钩码下同时加挂一个同样的钩码，挂一个同样的钩码，杠杆杠杆_（填（填“能或能或不能不能”）平衡？）平衡？_边下降边下降?1:2不能不能右例例1 1：在已平衡的杠杆两边分别在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，等），杠杆仍然平衡，如图，则如图，则：若使杠杆再次水若使杠杆再次水平平衡，可在平平衡，可在 _边的钩码下再边的钩码下再挂挂 _ 个钩码？个钩码？左1例例1 1：在已平衡的杠杆两边分别在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，等），杠杆仍然平衡，如图，则如图，则：若使再次平衡的若使再次平衡的杠杆两边同时去杠杆两边同时去掉一个钩码，则掉一个钩码，则 _ _ 边将下降，边将下降，-“极端判断法极端判断法”左例例1 1：在已平衡的杠杆两边分别在已平衡的杠杆两边分别挂上不同数量的钩码（每个质量相挂上不同数量的钩码（每个质量相等），杠杆仍然平衡，等），杠杆仍然平衡，如图，则如图，则：(5)(5)利用本装置探究利用本装置探究杠杆平衡条件时杠杆平衡条件时需需要记录多组数据要记录多组数据,这这样做的目的是在于样做的目的是在于_。多次测量，寻找普遍规律小练习 1、一根蜡烛截、一根蜡烛截成长度不同的两段成长度不同的两段竖立在杠杆的两边，竖立在杠杆的两边，如图且杠杆平衡，如图且杠杆平衡，若同时点燃蜡烛若同时点燃蜡烛（设燃烧速度相同）（设燃烧速度相同），则杠杆的，则杠杆的 _端端将翘起。将翘起。2、一根均匀铜丝，在中、一根均匀铜丝，在中点处支住它刚好平衡，现将点处支住它刚好平衡，现将其右端从中对折起来，如图其右端从中对折起来，如图所示，则杠杆所示，则杠杆A)仍平衡；仍平衡；B)左端下降；左端下降；C)右端下降；右端下降；D)无法判断无法判断。小练习小练习请你做一做请你做一做F F1 1F F2 2动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2这这是省力杠杆是省力杠杆省力杠杆省力杠杆三、杠杆的应用三、杠杆的应用h hS=4hS=4hO OF F2 2F F1 1A AB BF F2 2F F1 1A AB B省力省力，费距离费距离省力杠杆的特点省力杠杆的特点举例生活中省力标杆（举例生活中省力标杆（4 4种以上）种以上）？省力杠杆省力杠杆F F2 2F F1 1动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2 L L1 1 L L2 2 F F1 1 F F2 2这这是费力杠杆是费力杠杆费力杠杆费力杠杆F F2 2F F1 1S=h/4S=h/4h hA AB BA AB BF F2 2F F1 1O O费力，省距离费力，省距离费力杠杆的特点费力杠杆的特点举例？举例？费力杠杆费力杠杆F F2 2F F1 1动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2O O由由 F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2LL1 1=L L2 2FF1 1=F F2 2这这是等臂杠杆是等臂杠杆不省力，也不省距离不省力，也不省距离等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆等臂杠杆等臂杠杆概念概念动力臂大于阻动力臂大于阻力臂的杠杆力臂的杠杆动力臂小于阻力动力臂小于阻力臂的杠杆臂的杠杆动力臂小于阻动力臂小于阻力臂的杠杆力臂的杠杆特点特点省了力，但费省了力，但费了距离了距离费了力，但省了费了力，但省了距离距离不省力也不费不省力也不费力力实例实例撬棒、铡刀、撬棒、铡刀、瓶起子、瓶起子、镊子、理发剪刀镊子、理发剪刀天平天平三类杠杆的对比三类杠杆的对比 1、各式各样的剪刀都是一对对杠各式各样的剪刀都是一对对杠杆，要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀杆，要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适（最合适（）B小练习小练习 2 2、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()()A A两杠杆均为省力杠杆两杠杆均为省力杠杆 B B两杠杆均为费力杠杆两杠杆均为费力杠杆 C CABCABC为省力杠杆为省力杠杆 D DABABC C为省力杠杆为省力杠杆C 3 3、图中的等臂杠杆处于水平位置并静、图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，止，B B端绳子的拉力端绳子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（）A.F=GA.F=G；B.FB.F G G；C.F C.F G G；D.D.无法比较。无法比较。A AO OB BF FG GA AB BC CD D 3 3、图中的等臂杠杆处于水平位置并静、图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，止，B B端绳子的拉力端绳子的拉力F F与与A A端重力端重力G G相比（相比（）A.F=GA.F=G；B.FB.F G G；C.F C.F G G；D.D.无法比较。无法比较。L L2 2L L1 1A AO OB BF FG G提示：先画出力臂，再进行判断C一、杠杆及有关杠杆的几个概念一、杠杆及有关杠杆的几个概念支点：杠杆绕着转动的点支点：杠杆绕着转动的点(O(O点点)动力：使杠杆转动的力动力：使杠杆转动的力(F(F1 1)阻力：阻碍杠杆转动的力阻力：阻碍杠杆转动的力(F(F2 2)动力臂：从支点到动力作用线的距离动力臂：从支点到动力作用线的距离(L(L1 1)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离阻力臂：从支点到阻力作用线的距离(L(L2 2)二、杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件：F1L1F2L2或或杠杆定义三、杠杆的应用三、杠杆的应用省力杠杆：省力杠杆：L1L2。特点：省力、。特点：省力、费距离费距离费力杠杆：费力杠杆：L1L2。特点：费力、省距离特点：费力、省距离等臂杠杆：等臂杠杆：L1=L2。特点：不省力不费力特点：不省力不费力 不省距离不费距离。不省距离不费距离。