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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

发布时间:2013-11-10 10:51:23  

沪科版新教材同步教学课件

第十章 机械与人

10.1杠杆的平衡条件

捏粉笔头比赛
让班内力气最大的一名男生和班内力气最小 的一名女生上台分别捏粉笔头表演。 男生:空手捏粉笔头,结果没捏碎。 女生:使用钳子夹粉笔头,结果粉笔被捏碎。 提问:女生的力气比男生小为什么反而能把 粉笔头捏碎呢?

“给我一个立足点和一根 足够长的硬棒,我就能移动 地球。” ——阿基米徳

这三个用具有什 么共同特点

一、认识杠杆

钢丝钳

杆秤

瓶盖起子

道钉撬

火钳

独轮车

这些用具是杠杆吗?

古代的杠杆

古代的杠杆

汲 水 的 桔 槔

有关杠杆的几个名词
支点 动力 阻力 动力臂 阻力臂

杠杆绕着转动的固定点,用O表示。 使杠杆转动的力,用F1表示。 阻碍杠杆转动的力,用F2表示。 从支点到动力作用线的距离,用L1表示 从支点到阻力作用线的距离,用L2表示

F1
动 力
L1

支点
O

动力臂

L2 阻力臂 F2

阻 力

提问:什么是力臂?
回答:力臂是支点到力的作用线的 垂直距离。

思考讨论:
1 力臂是一定在杠杆上吗? 答:不是 2 杠杆是否都是直的?
答:杠杆可以是直的,也 可以是弯的

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:要改变

试着画出各力和力臂

L1

O L2
F2

F1

F1
A

B
F2

画出图中各力的力臂
F1 B A F2

O

(1)找出支点的位置 (2)确定动力、阻力 作用线 (3)从支点作动力、阻力 作用线的垂线 (4)标垂足,定力臂

L1

O L2

想一想
L1 O L2

画出图中杠杆各力的力臂
F1 O F2 F1 F2

L1

L2

二、杠杆的平衡 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: F1+L1=F2+L2

假设二:F1–L1=F2–L2
假设三: F1/L1=F2/L2 假设四: F1 · 1=F2 · 2 L L

提问:你还有其 他的假设吗?

3、制定计划与设计实验

·

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?
※ 为什么要求杠杆静止时,在

水平位置呢?

归 纳 结 论

★作用是使杠杆在水平位置平衡 ※因为这样力臂的数值在杠杆

上就能直接读出或量出。

L1

O

L2

F1

F2

思考:F1L1与F2L2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/N 1 2 3 4 5 L1/cm F2/N L2/cm

6

5、分析与论证:

杠杆的平衡条件:
动力 X 动力臂=阻力 X 阻力臂

用字母表示为: F1L1=F2L2 或
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

例1: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), 杠杆仍然平衡,如图,则:
L1
·

L2

⑴左右力臂L1:L2=_

_____? ⑵在两边钩码下同时加 挂一个同样的钩码, 杠杆____(填“能或 不能”)平衡? _____边下降?

例1: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),杠杆仍然平衡,如图,则:

⑶若使杠杆再次水 平平衡,可在 ___边的钩码下 再挂 ___ 个钩码?

例1: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),杠杆仍然平衡,如图,则:
·

⑷若使再次平衡的 杠杆两边同时去 掉一个钩码,则 ___ 边将下降,

-----“极端判断法”

例1: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),杠杆仍然平衡,如图,则:
·

(5)利用本装置探究 杠杆平衡条件时需 要记录多组数据,这 样做的目的是在于 _______________。

小练习
1、一根蜡烛截 成长度不同的两段 竖立在杠杆的两边, 如图且杠杆平衡, 若同时点燃蜡烛 (设燃烧速度相 同),则杠杆的 ___端将翘起。

小练习
2、一根均匀铜丝,在中 点处支住它刚好平衡,现将 其右端从中对折起来,如图 所示,则杠杆 A) 仍平衡; B)左端下降; C)右端下降; D)无法判断。 请你做一做

三、杠杆的运用

省力杠杆
由 F1L1=F2L2

F1
动力臂L1

O
阻力臂L2

∵L1 〉L2 ∴F1〈 F2 这是省力杠杆

F2

省力杠杆的特点
A’
O

B’

F1

A h F2 F2 省力,费距离

S=4h F1 B

举例生活中省力标杆(4种以上)?

省力杠杆

费力杠杆
F2 O F1
由 F1L1=F2L2 ∵L1 〈 L2 ∴F1 〉 F2 这是费力杠杆

费力杠杆的特点
F1
O

B’ S=h/4
F2 h B F2

F1 A’ A 费力,省距离

举例?

费力杠杆

等臂杠杆的特点
由 F1L1=F2L2

O
动力臂L1

∵L1

= L2

∴F1

= F2

F1

F2 不省力,也不省距离

这是等臂杠杆

三类杠杆的对比
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆

概念 动力臂大于阻 动力臂小于阻力 动力臂小于阻 力臂的杠杆 臂的杠杆 力臂的杠杆

特点 省了力,但费 费了力,但省了 不省力也不费 了距离 距离 力
实例 撬棒、铡刀、 镊子、理发剪刀 瓶起子、 天平

小练习
1、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 最合适( B )

2、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图, 下列说法中正确的是 ( C ) A.两杠杆均为省力杠杆 B.两杠杆均为费力杠杆 C.ABC为省力杠杆 D.A'B’C’为省力杠杆

3、图中的等臂杠杆处于水平位置并静 止,B端绳子的拉力F与A端重力G相比( ) A. F=G; A O B B. F〈 G; G C. F 〉G; F D. 无法比较。

A

B

C

D

3、图中的等臂杠杆处于水平位置并静 止,B端绳子的拉力F与A端重力G相比( C) A. F=G; A O B B. F〈 G; L2 L1 G C. F 〉G; F D. 无法比较。

提示:先画出力臂,再进行判断

一、杠杆及有关杠杆的几个概



杠杆定义 支点:杠杆绕着转动的点(O点) 动力:使杠杆转动的力(F1) 阻力:阻碍杠杆转动的力(F2) 动力臂:从支点到动力作用线的距离(L1) 阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(L2)

二、杠杆的平衡条件:
F1L1=F2L2或

三、杠杆的运用


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