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认识简单机械-杠杆平衡条件探究(第2课时)

发布时间:2013-12-21 14:42:44  

1、杠杆:在力的作用下能够绕固定点转动的硬棒 2、杠杆的五要素: 支点 动力 动力臂 阻力 阻力臂 3、画杠杆五要素:

一找支点二找力, 三画力线要牢记; 窍门: 点到力线引垂线, 垂线长度即力臂。 支点在二力的一侧时,二力方向大致相反。
支点在二力的中间时,二力方向大致相同。

作出下列杠杆的动力臂和阻力臂。
F1

F1

F2

研究杠杆平衡的条件



二 杠杆的平衡
提问: 什么是杠杆的平衡?
当杠杆在动力和阻力的作用下 静止或匀速转动时,我们说杠杆平 衡了。

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、

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

阻力、阻力臂之间存在着怎样 的关系?

假设四: F1 · L1=F2 · L2

提问:你还有其他的 假设吗?
回答:有 F12+L12=F22+L22
F13+L13=F23+L23 等等

3、

杠杆在什么条件下平衡?

L1

L2

杠杆

o
F2
F1

平衡 螺母

杠杆两端有两只可调节 的螺母,能起什么作用?

调节杠杆自身的平衡

★杠杆静止在如图所示的位置,杠杆平衡吗? ★实验时,为什么要求杠杆静止时,在水平位置呢?

能在杠杆上直接读出力臂的大小

三、杠杆的平衡条件:
2.探究杠杆的平衡条件 实验操作: (1)调节平衡螺母,使杠杆水平平衡。

问题:为什么要调节杠杆在水平位置平衡? 保证力臂沿杠杆,便于测量。

(2)杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使 杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记 录表格中。 (3)改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的 大小,再做几次实验。 (4)在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力,通过在其他位置上 用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻 力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。

进行实验与收集证据
实验数据表格设计
实验 动力 动力臂 阻力 阻力臂 F1?L1 F /N l /cm F2?L2 次数 F1/N l1/cm 2 2 1 2 3

分析实验数据后,你的结论是什么?

2、杠杆的平衡条件:

动力×动力臂=阻力×阻力臂

F1·1=F2·2 L L

杠杆的平衡条件:
动力χ动力臂=阻力χ阻力臂

F1·1=F2·2 L L
F1 F2 = L2 L1

3.练习 l1=3l2,F1是F2的___倍。 F1:F2=2:5,l1:l2=____。 l1:l2=4:3,F2=60 N,F1=___。 F1=15 N,F2=75 N,l1=15 cm,l2=___。

计算时:F1 与 F2 、 l1 与 l2的单位 要相同。

例:如图所示,用撬棒撬石头,手握在撬棒的末 端B端,其中AO=0.1米,AB=1米,OC=0.7米, 要撬起石头需要500牛的力,求在A端作用在杠杆 上的力为多大?
B

F1
O A C

F2

如图是铁道检修工用的道钉撬,有关

尺寸见 图。若在 A点竖直向下 作用200牛的力,道钉撬 对道钉会产生多大 A 的力?如果还不能 将道钉撬出,在保 F1 持手的作用力大小 200牛 和作用点不变的情 O 况下,采用什么方 法可增大道钉撬对 1.2米 道钉的作用力? F2 6厘米

F2 F1

F3

F4

四、生活中的杠杆:

F1 l1

o

l2

F2

请仔细观察,利用撬棒撬石头时,它的动力
臂和阻力臂,哪个更长呢?我们在使用时, 是省力了?还是费力了呢?

1.省力杠杆:
动力臂大于阻力臂,动力小于阻力。 在生活中,你还发现了哪些工具是省力杠杆?

我们在使用省力杠杆时,得到了省力的利益, 同时我们又付出了怎样的代价呢?

o

请注意观察,赛艇的船浆在划水时,它的动 力臂和阻力臂,哪个更长呢?我们在使用时, 是省力了?还是费力了呢? 使用费力的杠杆,有什么好处呢?

2.费力杠杆:
动力臂小于阻力臂,动力大于阻力。 在生活中,你还发现了哪些工具是费力杠杆?

使用费力杠杆,虽然费了力,但却省了动力作
用点移动的距离。

3.等臂杠杆:
动力臂等于阻力臂,动力等于阻力。

物理实验室中,我们使用的天平就是等臂杠杆。

托盘天平

学生天平

3、杠杆的类型
杠杆类型 杠杆特点
L1>L2

杠杆优点 省力

杠杆缺点 费距离

应用

省力杠杆 F1<F2
(动力<阻力) L1<L2

费力杠杆 F1>F2
(动力>阻力)

省距离

费力

L1=L2

等臂杠杆 F1=F2
(动力=阻力)

既不省力也不省距离

课堂小结

杠杆的 概念

杠杆平衡 的条件

杠杆的 分类

[练一练]
1.下列工具在正常使用中,属于费力杠杆的是 (

c



A.启瓶器

B.切纸铡刀 C.食品夹

D.羊角锤

2.小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时, 他把杠杆挂在支架上,发现左端向下倾斜。 (1)若使杠杆在 水平 位置平衡,需把平衡螺母向 右 端调节。 (2)如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码,则在B 处要挂 2 个同样的钩码,杠杆才能重新位置平衡。 (3)若在C处挂6 N的钩码,用弹簧测力计作用在B 点,要使杠杆在水平位置平衡,最小拉力的方向应 该 竖直向上,此时弹簧测力计的示数为 2 N 。

A O

C

B

3.如图所示,分别沿力F1、F2、F3、的方向用 力,使杠杆平衡,关于三个力的大小,下列说法正 确的是( B ) A.沿F1方向的力最小 L1 O F1 F B.沿F2方向的力最小 2 C.沿F3方向的力最小 L3 F3 L2 D.三个力的大小相等

4、一根轻质扁担长1.8m,前后两端分别挂上 重600N和200N的货物,问:人肩应挑在离前 端多远处才能使扁担平衡?
分析:人肩挑处是 扁担的支点O,前 后两货物的重分别 为动力和阻力,要 求的肩处离前端的 距离是动力臂。
L=1.8m L1 O L2

F1=G1=600N

F2=G2=200N

5.一根粗细均匀的木棒重500 N,一头着

地,求:抬起另一端所需最小的力有多大?


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