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八年级物理沪科版10.1科学探究:杠杆的平衡条件(第二课时)

发布时间:2013-11-10 10:51:21  

第十章第一节
科学探究:杠杆的平衡条件
认识杠杆
杠杆的五要素

力臂的画法
实验探究:杠杆的平衡条件 杠杆的运用

科学探究:杠杆的平衡条件

一、认识杠杆
羊角锤

撬棒 跷跷板

这些都应用了杠杆的原理
天平

剪刀

起子

讨论交流:杠杆有什么共同特征呢?
? 1、受到力的作用下 ? 2、硬棒 ? 3、固定点

归纳总结:杠杆的定义?
? 在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒(直棒或曲

棒),叫做杠杆。

生活中的杠杆
? 提问:在现实生活中,你还能举出哪些杠杆的实例吗?

独轮车

扳手

铁钳

举例

试一试:人体杠杆

当曲肘把重物举起来的时 候,手臂也是一个杠杆(如 图)。肘关节是支点。

当你抬脚跟的时候,是脚跟后面 的肌肉在起作用,脚尖是支点, 体重落在两者之间。这实际上是 一个杠杆(如图),这时肌肉的拉 力比体重要小。

二、认识杠杆的几个概念

杠杆示意图:
阻力作用线 支点到阻 力作用线 的距离 L2阻力臂

杠杆绕着转 O支点 动的固定点 L1动力臂 支点到动 力作用线 的距离

F1动力 使杠杆转 动的力

F2阻力 阻碍杠杆 转动的力

动力作用线

杠杆的五个重要概念(五要素)
1. 支点:杠杆绕着转动的固定点。o(小木块)
2. 动力:使杠杆转动的力。F1(向下压的力) 3. 阻力:阻碍杠杆转动的力。F2(对硬棒压力) 4. 动力臂:从支点到动力作用线的距离。L1 5. 阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。L2

杠杆的这些概念很重要!
思考:什么是力臂呢?
力臂怎样来画?

动力

阻力

动力臂

支点

阻力臂

动力 作用线

阻力 作用线

力臂的画法
力臂:指支点到力的作用线的垂直距离。
找支点
确定动力和阻力的作用线 过支点到力的作用线作垂线段

标垂足,标力臂

练习:巩固力臂的画法
?例题:请把下图中的支点与力臂画出来。
(1)

A F1 O B F2 L2 L1

(2)

A
L2

B
F2

L1 O
强调注意

F1

1.力臂是支点到力的作用线的距离,不是支点到作用点的距离。 2.力的作用线是一条直线,没有方向。 3.力臂和力的作用线用虚线表示,且力臂的长度应该用大括号 标记;垂直的地方应有垂足;支点处用O标记。

三、杠杆的平衡 实验探究:杠杆的平衡条件
?什么是杠杆平衡?
当杠杆在动力和阻力的作用下,处于水平静止状态, 我们说杠杆平衡了。

?实验器材
带有刻度的杠杆、支架台、若干个钩码等等

实验装置

科学探究的基本过程

“实验探究:杠杆的平衡条件”
1.提出问题 2.猜想与假设 3.制定计划 进行实验 4.分析论证

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?

F1、F2、L1

、L2之间存在什么关系呢?

2、猜想与假设
假设1

F1+L1=F2+L2

假设2

F1-L1=F2-L2

假设3

F1/L1=F2/L2

假设4

F1×L1=F2×L2

L1

L2

杠杆

o
F2
F1

平衡 螺母

进行实验与收集证据
始请 实同 验学 们 开

4、分析与论证

杠杆的平衡条件

动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1×L1=F2×L2

思考与讨论
★ 杠杆两端装置两只可调节的螺母,能起

什么作用?


作用是调节杠杆自身的平衡

※ 为什么要求杠杆静止时,在水平位置呢?

因为这样力臂的数值在杠杆上就 能直接读出或量出。
※ ★ 杠杆调平的方法是什么?

★ “左高左调、右高右调”

杠杆平衡条件的应用
例题:当在杠杆处于平衡状态,并且已知石头对杠杆的 压力为3000N,动力臂和阻力臂分别为180cm和6cm, 请问动力为多少? 已知:F2 = 3000N L1 = 180cm L2= 6cm 求:F1=? 解:根据杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2,得 F1 =(F2 × L2)/L1 =(3000N×6cm)/ 180cm = 100N 答:动力为100N。

四、本节小结 (作业:课文后面 第1、2、3、4、5、6题) 今天学到了什么?最后,我们总结下本节课所 学的内容。
? ? ?

什么是杠杆 杠杆的五个重要概念 杠杆的平衡条件 F1×L1=F2×L2

课堂练习
1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则( D ) A.这两个力的大小必须相等

B.这两个力的力臂长必须相等
C.力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小

2、画出图中作用在A 点最小的力 的方向 。
B

FA

例题:画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂

F2

F1

L1 L2

O

练一练:画出它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂

F1 F1

L1

O

L2

L2 F2

O
L1 F2

四、杠杆的运用
杠杆平衡的条件:

F1×L1=F2×L2
或:

F1

F2



L2

L1

其中: F1、F2 分别为动力和阻力; L1、L2 分别为动力臂和阻力臂

讨论:
(1)若:L1 > L2 ,则:F1 < F2 (2)若:L1 < L2 ,则:F1 > F2 (3)若:L1 = L2 ,则:F1 = F2
∴ 根据L1 、 L2 的大小关系,可将杠杆分为

3

种:

(1)L1 > L2 : 省力杠杆 (2)L1 < L2 : 费力杠杆 (3)L1 = L2 : 等臂杠杆

省 力 杠 杆

F1

L1

L2

∵ F1 ·L1 = F2 ·L2 , 又 L1 > L2 ∴ F1 < F2

F2

省力杠杆(动力臂 > 阻力臂)
O

L2

L1 F1

F2

O

h1

h2

h1 > h2
∴省力杠杆的特点是:

省力费距离

省 力 杠 杆 的 应 用 :

费力杠杆(动力臂< 阻力臂)
O

L2

L1

F2

F1

O

h1

h2

h1 < h2
∴费力杠杆的特点是:

费力省距离

我们需要用费力杠杆吗?它有什么好处?

等臂杠杆(动力臂 =阻力臂)
O

L2

L1
L2 = L1

F2 = F1
F2 F1

∴等臂杠杆的特点是: 不省力,不费力 不省距离,不费距离

等臂杠杆有用吗?

它 们 是 什 么 杠 杆 ?

?(上海)在图所示的简单机械中,属于费力杠杆 的是 (

) A.翘棒 B.镊子 C.铡刀 D.开瓶器

?( 丰泽)图是各式各样剪刀的示意图,它们都是 一对的杠杆。现要用它们来剪开较硬的物体,其 中选用最合适的剪刀是( )

?杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的一种测 量质量的工具。小林同学用一杆秤称一实心球的质 量,如图所示。当杆秤在水平位置平衡时,秤砣拉 线正好压在4 kg的刻度线上。根据秤砣拉线、提 纽和称钩所在秤杆的位置之间的距离的粗略关系, 可以估测出秤砣的质量大约是 A.10 g B.400 g C.1000 g D.4000 g

下节课再见


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