科学探究：杠杆的平衡条件.ppt

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1、科学探究：杠杆的平衡条件科学探究：杠杆的平衡条件认识杠杆认识杠杆杠杆的五要素杠杆的五要素力臂的画法力臂的画法实验探究：杠杆的平衡条件实验探究：杠杆的平衡条件科学探究：杠杆的平衡条件一、什么是杠杆？一、什么是杠杆？跷跷板跷跷板跷跷板跷跷板羊角锤羊角锤羊角锤羊角锤撬棒撬棒撬棒撬棒这些都应用了杠杆的原理这些都应用了杠杆的原理起子起子起子起子剪刀剪刀剪刀剪刀天平天平天平天平讨论交流：杠杆有什么共同特征呢？讨论交流：杠杆有什么共同特征呢？v1、受到力的作用下、受到力的作用下v2、硬棒、硬棒v3、固定点、固定点v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。归纳总结：杠杆的定义？归纳总结

2、：杠杆的定义？生活中的杠杆生活中的杠杆v提问：在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例吗？提问：在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例吗？铁钳铁钳铁钳铁钳扳手扳手扳手扳手独轮车独轮车独轮车独轮车举例举例 当曲肘把重物举起来的时当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆候，手臂也是一个杠杆(如如图图)。肘关节是支点。肘关节是支点。当你抬脚跟的时候，是脚跟后面当你抬脚跟的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这实际上是体重落在两者之间。这实际上是一个杠杆一个杠杆(如图如图)，这时肌肉的拉，这时肌肉的拉力比体重要小。力比体重要小。试一试：人体杠杆二、

3、认识杠杆的几个概念二、认识杠杆的几个概念杠杆示意图:F F2 2阻力阻力L L1 1动力臂动力臂L L2 2阻力臂阻力臂动力作用线动力作用线阻力作用线阻力作用线O支点支点杠杆绕着转杠杆绕着转动的固定点动的固定点使杠杆转使杠杆转动的力动的力阻碍杠杆阻碍杠杆转动的力转动的力支点到动支点到动力作用线力作用线的距离的距离支点到阻支点到阻力作用线力作用线的距离的距离F F1 1动力动力杠杆的五个重要概念（五要素）杠杆的五个重要概念（五要素）1.支点：支点：杠杆绕着转动的固定点。杠杆绕着转动的固定点。o（小木块）（小木块）2.动力：动力：使杠杆转动的力。使杠杆转动的力。F1（向下压的力）（向下压的力）3.

4、阻力：阻力：阻碍杠杆转动的力。阻碍杠杆转动的力。F2（对硬棒压力）（对硬棒压力）4.动力臂：动力臂：从支点到动力作用线的距离。从支点到动力作用线的距离。L15.阻力臂：阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。从支点到阻力作用线的距离。L2杠杆的杠杆的这些概念很重要！这些概念很重要！动力动力动力动力动力臂动力臂动力臂动力臂动力动力动力动力作用线作用线作用线作用线阻力臂阻力臂阻力臂阻力臂思考思考思考思考：什么是力臂呢？什么是力臂呢？力臂怎样来画？力臂怎样来画？支点支点阻力阻力阻力阻力阻力阻力阻力阻力作用线作用线作用线作用线力臂的画法力臂的画法力臂力臂：指支点到力的作用线的指支点到力的作用线的垂直距离垂直

5、距离。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，标力臂找支点F2F1OBAL1L2（）（）练习：巩固力臂的画法练习：巩固力臂的画法v例题：例题：请把下图中的支点与力臂画出来。请把下图中的支点与力臂画出来。强调注意强调注意（）（）AOBF1L2L11.力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。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。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；支点处用标记；垂直的地方应

6、有垂足；支点处用O标记。标记。F2v什么是杠杆平衡？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，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。我们说杠杆平衡了。三、实验探究：杠杆的平衡条件三、实验探究：杠杆的平衡条件v实验器材实验器材 带有刻度的带有刻度的杠杆杠杆、支架台支架台、若干个、若干个钩码钩码等等等等实验装置实验装置实验装置实验装置4.分析论证分析论证制定计划制定计划进行实验进行实验3.2.猜想与假设猜想与假设科学探究的基本过程科学探究的基本过程“实验探究：杠杆的平衡条件”1.提出问题提出问题1、提出问题、提出问题 杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻

7、力臂之杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？间存在着怎样的关系？F1、F2、L1、L2之间存在什么关系呢？之间存在什么关系呢？2、猜想与假设、猜想与假设假设假设假设假设1 1F1+L1=F2+L2假设假设假设假设2 2F1-L1=F2-L2假设假设假设假设3 3F1/L1=F2/L2假设假设假设假设4 4F1L1=F2L2F F1 1F F2 2oL L1 1L L2 2杠杆杠杆平衡平衡螺母螺母进行实验与收集证据进行实验与收集证据请请同同学学们们开开始始实实验验4、分析与论证、分析与论证杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件动力动力动力臂动力臂=阻力阻力

8、阻力臂阻力臂F1L1=F2L2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因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出。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杠杆平衡条件的应用例题：例题：当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的压力为压力为3000N，动力臂和阻力臂分别为，动力臂和阻力臂分别为180cm和和6cm，请问动力为多少？请问动力为多少？已知已知：F2=3000N L1=18

9、0cm L2=6cm求求：F1=？解解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，得 F1=（F2 L2）/L1 =（3000N6cm）/180cm=100N答答：动力为100N。四、本节小结四、本节小结 (作业作业 P27 第第2、3、4题题)今天学到了什么？最后，我们今天学到了什么？最后，我们总总结下本节课结下本节课所所学学的内容。的内容。什么是杠杆什么是杠杆什么是杠杆什么是杠杆 杠杆的五个重要概念杠杆的五个重要概念杠杆的五个重要概念杠杆的五个重要概念 杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件 F1F1F1F1L1=F2L1=F2L1=F2L1=F2L2L2L2L21.两个力作用

10、在杠杆两端使杠杆平衡两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则则()A.这两个力的大小必须相等这两个力的大小必须相等 B.这两个力的力臂长必须相等这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小力臂较长的那个力比较小D课堂练习2、画画出出图图中中作作用用在在A 点点最最小小的的力力的方向的方向。FAB例题：画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O O练一练：画出它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2OO F F2 2F F1 1L L1 1L L

11、2 2杠杆平衡的条件：杠杆平衡的条件：F1L1F2L2或：或：F1L1F2L2 其中：F F1 1、F F2 2 分别为分别为分别为分别为动力动力动力动力和和和和阻力阻力阻力阻力；L L1 1、L L2 2 分别为分别为分别为分别为动力臂动力臂动力臂动力臂和和和和阻力臂阻力臂阻力臂阻力臂讨论：讨论：（1）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（2）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（3）若：）若：L1=L2，则：，则：F1 F2=根据根据L1、L2 的大小关系，可将杠杆分为的大小关系，可将杠杆分为 种：种：3（1）L1 L2：（2）L1 L2：（3）L1=L2：省力杠杆省力杠杆费力

12、杠杆费力杠杆等臂杠杆等臂杠杆（2）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（2）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（2）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（2）若：）若：L1 L2 F1 阻力臂阻力臂）F2F1L1L2OOh2h1省力杠杆的特点是：省力杠杆的特点是：OOh1 h2省力费距离省力费距离省省力力杠杠杆杆的的应应用用：费力杠杆（费力杠杆（动力臂动力臂 阻力臂阻力臂）F2F1L1L2OO费力杠杆的特点是费力杠杆的特点是:h2h1OO费力省距离费力省距离h1 h2我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？等臂杠杆（等臂杠杆（动力臂动力臂=阻

13、力臂阻力臂）F2F1L1L2OO L2 L12 F1等臂杠杆的特点是等臂杠杆的特点是:不省力，不费力不省力，不费力不省距离，不费距离不省距离，不费距离等臂杠杆有用吗？等臂杠杆有用吗？它它们们是是什什么么杠杠杆杆？v（2009上海）在图所示的简单机械中，属于费上海）在图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是力杠杆的是 （）A翘棒翘棒B镊子镊子C铡刀铡刀D开瓶器开瓶器v（09丰泽）图是各式各样剪刀的示意图，它们丰泽）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，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（其中选用最合适的剪刀是（）v杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的一种测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，秤砣拉量，如图所示。当杆秤在水平位置平衡时，秤砣拉线正好压在线正好压在4 kg的刻度线上。根据秤砣拉线、提纽的刻度线上。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以估测出秤砣的质量大约是A10 g B400 g C1000 g D4000 g下节课继续，再见下节课继续，再见