杠杆第二课时——探究杠杆的平衡条件

杠杆的分类
请对下列器具应用的杠杆进行分类：
费力杠杆
费力杠杆杆
省力杠杆
生活· 物理· 社会
生活中的剪刀
思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？ 使用费力杠杆有什么好处？ 当阻力比较小时，人们会选用费力杠杆。 使用费力杠杆会省距离，很方便。
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？
某同学在已经调节水平平衡的杠杆的一边挂上钩码， 设钩码对杠杆的拉力为F1，在同一侧用已调整好的弹 簧测力计，测得使杠杆平衡的力F2，得到如下数据。 实验次数 F （N） L （cm） F （N） L （cm） 1 1 2 2 1 2 6 4 10 10 5 6 20 10
如果该同学在实验时读数和记录都正确，但操作有错 误，试分析产生以上错误的原因： F2的作用方向不在竖直位置上,使力臂L2的长度不应在 _______________________________________________ 杠杆上直接读取. ______________________________________.
3.改变钩码数量或位置，重复上面的步骤， 得出三组数据。
探究杠杆的平衡条件
实验 次数
F1/N
L1/m
F2/N
L2/m
1
0.5
0.2
2
0.05
2
3
1.5
2
0.1
0.1
1
1
0.15
0.2
杠杆平衡条件： 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1L1=F2L2
杠杆的分类
杠杆平衡条件：
F 1 l1 ＝ F 2 l2
想 一 想?
答：要改变
实验题训练: 研究杠杆平衡条件的实验装置如图所示，在未挂钩码时， 使杠杆在水平位置平衡 平衡螺母的作用是__________________________,挂上 移动钩码的位置 钩码后，发现杠杆不平衡，则应________________ (或改变钩码的个数)使杠杆在水平位置平衡 ______________________________________________。
杠杆的平衡条件应用 例题：
F1=200N
l1=9m O
l2=7cm
F2
解：由F1l1＝F2l2 得：
l2 0.07m =2.57×104N F2 2.57×104N m = g = =2.57×103kg = 2.57t 10N·kg—1
F2 =
F 1 l1
=
200N×9m
O
l2
l1
G1
∵F1×l1
A
B
探究杠杆的平衡条件
讨论：在实验前,是否也要调节杠杆在水平位 置平衡?为什么？
实验前，使杠杆在水平 位置平衡，为了避免杠杆 自身的重力对杠杆平衡的 影响，且便于直接在杠杆 上读出力臂的值。
C
D
探究杠杆的平衡条件
实验步骤： 1.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 测力计在竖直方向拉，使杠杆在水平位 置平衡，记下弹簧测力计示数。
某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验中，进行以 下操作： （1）调节杠杆两边的螺母，使杠杆平衡。 （2）在杠杆支点的两边挂上数目不等的钩码，通过移 动悬挂钩码的细绳位置，并调节杠杆两边的螺母，使 杠杆重新平衡，记录有关数据。 请指出该同学在上述两步操作中存在的问题。 应使杠杆在水平位置平衡. （1）_____________________________________. (这样才可以在杠杆上直接读取力臂的长度.) 加挂钩码后就不能再去调节螺母,只能通过移动钩 （2）_________________________________________. 码的位置或加减钩码来达到新的平衡.
１
阻力Ｆ2
杠杆示意图的作法
O
l2 l1
F2
F1
1.找支点
2. 作力的作用线
3. 作力臂
杠杆示意图的作法
F2
l1
Ｏ F1
l2
杠杆示意图的作法
F1
l1
F2
l2
Ｏ
杠杆示意图的作法
F2
O l1
l2 O l1
F1
F2
F1
探究杠杆的平衡条件
物体的平衡状态 杠杆的平衡状态 保持静止 保持匀速直线运动 保持静止 保持匀速转动
如图所示为使杠杆平衡，F1、F2、F3 三次分别作用 F2 在A点，其中______最小。
希腊科学家阿基米德发现杠杆原理后，发出了“给我 支点，我可以撬动地球”的豪言壮语。假如阿基米德 在杠杆的一端施加600N的力，要搬动质量为 6.0×1024kg的地球，那么长臂的长应是短臂长的多少 倍？如果要把地球撬起1cm，长臂的一端要按下多长 距离？假如我们以光速向下按，要按多少年？（做完 该题，你有何启示？）
认识杠杆
认识杠杆
认识杠杆
思考：杠杆有什么共同特征
有力的作用 绕固定点转动 硬棒
杠杆: 在力的作用下，能绕某一 固定点转动的硬棒.
思考：现实生活还有哪些杠杆的实例呢？
力臂的作法
1.找出支点O
2.沿力的方向作出力的作用线
3.从支点向力的作用线作垂线段，并标出符号。
力臂的作法
阻力臂l２
支点O 动力臂l１ 动力Ｆ
三类杠杆：
F1 = F2
l2 l1
若l1＞l2，则F1 ＜ F2 若l1= l2，则F1 ＝ F2 若l1＜l2，则F1 ＞ F2
省力杠杆 等臂杠杆 费力杠杆
小结： 判断杠杆的类型，实际就是比较动力 臂和阻力臂的大小
杠杆的分类
请对下列器具应用的杠杆进行分类：
等臂杠杆
费力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
在“研究杠杆平衡条件”的实验中： 钩码 (1)所用的器材有弹簧测力计，支架，线，_______和 带刻度的杠杆 ______________. 平衡螺母 (2)实验前,先要调节杠杆两端的________.使杠杆在 水平平衡 ___________.强调这一平衡位置的目的是 便于直接在杠杆上读出力臂的值 __________________________________. (3)如图所示的杠杆已处于平衡状态,若左端所挂重物的 大于 重力是1N,则弹簧测力计的示数______2N,因为弹簧测力 小于 计拉力的力臂______OA的长度(均填“大于”、“小于” 或“等于”).如果要在杠杆上直接可以读出力臂值来计 竖直向上 算,那么弹簧测力计应沿_________方向拉着杠杆. (4)该实验得到的结论是: 杠杆平衡时：动力动力臂=阻力阻力臂 ____________________________________
G2 ＝F2×l2
即G1×l1 ＝G2×l2
又∵l1＞l2
∴G1＜G2
学校组织同学们到农村参加社会实践活动，小强第一 次学习挑担子，他做了以下两次试验，请你根据各小 题后的要求作答。 (1)他先在1.2m扁担的两端各挂上50N的重物，担子很 快就被平稳地挑起来。这时他的肩膀应放在扁担的什 么位置（只要回答，不要分析）？ (2)接着，他又在扁担的A端加上50N的重物，但他掌 握不好担子的平衡。请你用杠杆平衡知识，帮助他计 算出肩膀应距B端多远，担子才能重新水平平衡？ （扁担质量忽略不计）
探究杠杆的平衡条件
物体的平衡条件 受平衡力作用 只与力的三要素有关
猜想: 杠杆的平衡可能与哪些因素有关?
杠杆的平衡条件
探究杠杆的平衡条件
实验设计
器材: 杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台
测量的物理量: 力
力臂
讨论： A、B两图中的杠杆处 于静止状态，实验时采用哪 幅图？为什么？ 实验时，使杠杆在水平 位置平衡，便于在杠杆上直 接读出力臂的大小。