《探究杠杆的平衡条件》课件.ppt

1、 “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。” 阿基米徳阿基米徳学习目标学习目标1、知道杠杆的定义，认识杠杆的五要素；能准确的画出杠杆的动力臂和阻力臂2、通过实验探究，得出杠杆的平衡条件；应用杠杆的平衡条件去分析解决简单的实际问题。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：注意注意：硬棒可以是直：硬棒可以是直,也可以是弯曲的也可以是弯曲的,即硬棒可以即硬棒可以是各种各样的形状是各种各样的形

2、状.什么是动力，什么是阻力什么是动力，什么是阻力杠杆的五要素：杠杆的五要素：支点支点：杠杆绕着转动的点：杠杆绕着转动的点 用用“O”表示表示动力动力：驱使杠杆转动的力：驱使杠杆转动的力 用用“F1”表示表示动力臂动力臂：支点到动力作用线的距离：支点到动力作用线的距离 用用“L1”表示表示阻力阻力：阻碍杠杆转动的力：阻碍杠杆转动的力 用用“F2”表示表示阻力臂阻力臂：支点到阻力作用线的距离：支点到阻力作用线的距离 用用“L2”表示表示F1F2L1L2O试着画出各力和力臂试着画出各力和力臂（1 1）先确定杠杆的支点）先确定杠杆的支点和画动力、阻力的方向。和画动力、阻力的方向。（2 2）过力的作用点

3、沿力的方向画出力的作用线）过力的作用点沿力的方向画出力的作用线（注意：（注意： 画的时候要用虚线将力的作用线延长。）画的时候要用虚线将力的作用线延长。）（）（）用虚线用虚线作从作从支点向力的作用线引垂线支点向力的作用线引垂线，画，画出出垂足，则从垂足，则从支点到垂足的距离支点到垂足的距离就是就是力臂力臂。（）最后用（）最后用大括号大括号勾出力臂，并在旁边写上字母勾出力臂，并在旁边写上字母L1或或L。画力臂的方法是：画力臂的方法是：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

4、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 引导猜想：引导猜想：回忆小时候玩翘翘板时的情景，图中小女孩怎样做才能将比自己重的小男孩翘起来？ 根据以上情景你能猜出翘翘板水平根据以上情景你能猜出翘翘板水平平衡时小女孩给板的动力，动力臂以平衡时小女孩给板的动力，动力臂以及小男孩给板的阻力、阻力臂之间的及小男孩给板的阻力、阻力臂之间的定量关系吗？定量关系吗？ 猜想与假设：猜想与假设：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

5、、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/L2F1 L1=F2 L2探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件杠杆的平衡状态杠杆的平衡状态保持保持匀速转动匀速转动保持静止保持静止CD探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件 在实验前在实验前，是否也要调节杠杆在水平位置是否也要调节杠杆在水平位置平衡平衡？为什么为什么？讨论讨论： 实验前实验前，使杠杆在使杠杆在水平水平位置位置平衡平衡，为了为了避免杠杆避免杠杆自身的重力对杠杆平衡的自身的重力对杠杆平衡的影响影响。AB实验设计实验设计杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台杠

6、杆、钩码、弹簧测力计、铁架台探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件器材器材: :测量的物理量测量的物理量: : 力力力臂力臂 A、B两图中的杠杆两图中的杠杆处于静止状态，实验时采处于静止状态，实验时采用哪幅图用哪幅图？为什么为什么？讨论：讨论： 实验时，使杠杆在实验时，使杠杆在水平水平位置位置平衡，便于在杠杆上平衡，便于在杠杆上直接读出力臂直接读出力臂的大小。的大小。探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件实验步骤：实验步骤：1. .调节杠杆在水平位置平衡。调节杠杆在水平位置平衡。2. .在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在测力计在竖直方向上竖直方向上拉，使杠

7、杆在水平拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数。位置平衡，记下弹簧测力计示数。3. .改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，改变钩码数量或位置，重复上面的步骤，得出得出三组三组数据。数据。2l2/ /cmF2/ /Nl1/ /cmF1/ /N1实验实验次数次数探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件F2l2N.cmF1l1N.cm3分析数据，得出结论：分析数据，得出结论：你的实验结论与你的假设一致吗你的实验结论与你的假设一致吗?你的结论是什么你的结论是什么? F1 L1 = F2 L2动力动力动力臂阻力动力臂阻力阻力臂阻力臂 会了吗？会了吗？杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件F1 L1 = F2 L

8、2一、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或或例题例题1：如图，一轻质杆：如图，一轻质杆OA一端固定一端固定在竖直墙上，可绕在竖直墙上，可绕O点转动，已知点转动，已知0A=0.

9、3cm，OB=0.2cm,在在A点处悬挂点处悬挂一重物一重物G，质量为，质量为2kg，若在，若在B处施一处施一竖直向上的拉力竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线，使杠杆在水平线上平衡，此时拉力上平衡，此时拉力F为多少？为多少？ B BA AO OF F 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 DF F1 1F F2 2动

10、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

11、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

12、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等于阻动力臂等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（ ） 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