第一节 科学探究 杠杆的平衡条件 ppt

C羊角锤.
D.镊子 图１2
• 11、 两个小孩坐在跷跷板上，当跷跷板处 于平衡时【 】 • A.两个小孩的重力一定相等 • B.两个小孩到支点的距离一定相等 • C.轻的小孩离支点近一些 • D.重的小孩离支点近一些
• 12、 汶川地震中，滚滚的山石挡住了道路。 增援人员要用撬棒撬开山石，分别沿如图 14所示的四个方向用力，其中最省力的是 【 】 • A.沿F1方向 B.沿F2方向 • C.沿F3方向 D.沿F4方向
1 .支点（O）：杠杆绕着转动的点; 2 .动力（F1） ：使杠杆转动的力; 3 .阻力（F2） ：阻碍杠杆转动的力; 4 .动力臂（L1） ：从支点到动力作用线的距离; 5 .阻力臂（L2） ：从支点到阻力作用线的距离。 注释： a 力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所 画的一条虚线。 b 距离：点到直线的垂线段的长度。
什么是力臂？
力臂是支点到力的作用线的垂直距 离。
想一 想?
思考讨论：
1、 力臂是一定在杠杆上吗？
不一定
2、 杠杆是否都是直的？ 杠杆可以是直的，也
可以是弯的
3、如果力的作用线过支点，力臂为多少？ 力臂为0
画力臂的方法：
一找（找准支点） 二画（画出力的作用线） 三引（引垂线） 四标（标垂足---直角符号、 标力臂---支点到垂足的距离 ）
2、画出图中作用在A 点最小的力 的方向 。
B
FA
3、计算题
如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端B端，其 中AO＝0.1m，AB＝1m，OC＝0.7m，要撬起重为1400N的 石头，需要在B端竖直向下用多少N的力才能撬起石头？
B
F1 已知：L =A0=0.1m 2
求：F1=?
L1=0C=0.7m F2=G=1400N
杠杆可以是直的，也可以是弯曲的
F
L2 O 支 点 动力
F1
L1 动 力 作 用 线
阻力
F2
杠杆示意图:
阻力作用线 支点到阻 力作用线 的距离 L2阻力臂 杠杆绕着转 O支点 动的固定点 L1动力臂 支点到动 力作用线 的距离
F1动力 使杠杆转 动的力
F2阻力 阻碍杠杆 转动的力
动力作用线
杠杆的五要素：
如何用弹簧测力计将下面的 杠杆调平
1.学习了杠杆、支点、动力、 阻力、动力臂、阻力臂等概念. 2.探究了杠杆的平衡条件是 动力动力臂=阻力阻力臂
公式表示为:F1L1= F2L2
假如如图所示中的男孩重750N，小女孩重 250N。当男孩离跷跷板的转轴0.5m时，小女孩 应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？
O A C
解：由杠杆平衡条件：F1L1=F2L2可得：
F2 你做对 了吗？
l2 0.1m F1 F2 1400 N 200 N l1 0.7m
答：需要在B端竖直向下用200N的力才 能撬起石头。
练习：
如图：OB=2BA，物体重为60N，不计杠杆自 身重力，绳与杆的夹角为30℃，则绳的拉力为 多少？
已知：阻力F2=750N 求：
动力臂L1=？ 阻力臂L2= 0.5m 动力F1= 250N
解：根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得 L1=（F2×L2 ）/F1 =（750N × 0.5m）/250N=1.5m 答：小女孩应坐在离转轴1.5m处。
实验中，你这样 做了吗？得到什 么结果？是什么 道理？
例题1：如图，一轻质杆OA一端固定在竖直墙 上，可绕O点转动，已知0A=0.8cm， OB=0.5cm,在A点处悬挂一重物G，重量为20牛， 若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平 位置平衡，此时拉力F为多少？
细心点哦! F O A
B
解： 杠杆受力及力臂如图所示
根据杠杆的平衡条件 F1×L1=F2×L2 得： O L1=0.5厘米
图14
• 13、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，如图16所示。 当杆秤在水平位置平衡时，秤砣拉线正好 压在4 kg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，可以估测出秤砣的质量大约是【 】 • A．10 g B．400 g • C． 1000 g D．4000 g
1、什么叫杠杆
2、杠杆的五要素： 支点 动力 动力臂 阻力 阻力臂 L2 3、标画出杠杆 ◎ 的五要素
o
L1
F2
F1
L1o.L2F2F1L1
O
L2
L2 O
F1 F2
F1
F2
二、杠杆的平衡
提问： 什么是杠杆的平衡？ 探究实验：
用橡皮、小刀、直尺、硬币等物怎样组成杠杆，并 使其平衡？
归纳结论：
当杠杆在动力和阻力的作用下静止或 做匀速转动时，我们说杠杆平衡了。
实验探究：杠杆的平衡条件
杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、 1 、提出问题： 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： F1+L1=F2+L2 F1–L1=F2–L2 F1/L1=F2/L2
假设三： 假设四：
F1 · L1=F2 · L2
L1
L2
杠杆
o
F2
F1
平衡 螺母
思考与讨论
典型示例题3： 如图所示AOB为轻质杠杆，B端挂重物G，A端分 别作用四个方向力时，杠杆都能在图示位置平衡。则 四个力大小说法正确的是（ ） A．F2最小 B．F4最小 C．F1最小 D．F3最 小
F3
生活中的剪刀
综合练习
1、一扁担长2m，小刚想用它去挑水，前桶重 150N，后桶重180N，在挑水的过程中，小刚要 使扁担在水平位置平衡，则肩应离前桶多远？ （扁担自重不计）
★ 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
※ 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 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”
进行实验与收集证据
始请 实同 验学 们 开
实验次数 F1/N 1 L1/cm F2/N L2/cm
沪科版新教材同步教学课件
第十章
机械与人
第一节 科学探究 : 杠杆的平衡条件
阿基米德曾 经说过：给 我一个支点， 我可以撬动 地球。
一. 认识杠杆
1. 什么是杠杆？
共同特征：
1、受力的作用 2、绕固定点转动 3、比较坚硬
杠杆定义：
力 在力的作用下， 固定点 能绕某一固定点 硬棒 转动的硬棒，叫 做杠杆。
图16
• 14、在图17中，要将一圆柱体重物推上台 阶，最小的作用力应是【 】 • A．F1 B．F2 • C．F3 D．F4
图17
• 15、（5分）图27为用道钉撬来撬铁路枕木 上道钉的图片，若阻力F2为1500N，根据图 片估算此道钉撬所用最小动力F1的大小。
图27
2、杠杆在我国古代具有许多 巧妙的应用，护城河上安装使 用的吊桥就是一个杠杆，由图 可知它的支点是 C ，在匀 速拉起时，它属于一个 省力 杠杆。
3、如图所示，弹簧测力计分别沿a,b两方 向使杠杆平衡，那么弹簧测力计从a到b的 过程中，示数将（ B ） A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判定 4、如图所示杠杆在杠杆的 A点分别用不同方向的三个 力F1,F2,F3使杠杆平衡， 那么（ B ） A、F1最小 B、F2最小 C、F3最小 D、一样大
2
3
提问: 你的实验结论与你的假设 一致吗?你的结论是什么?
杠杆的平衡条件是：
动力×动力臂=阻力×阻力臂 公式表示为：F1· L1=F2· L2
杠这 杆就 原是 理阿 。基 米 德 发 现 的
条件：杠杆已平衡（如图）
1、两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？ 2、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？
O
B
G
A
三、杠杆分类
注意：从表中可以看出，要最省力，必须力 臂最长。
图中各是什么杠杆
省力
费力
省力
费力
省力 费力 省力 等臂
省力 省力 省力
我国古代的杠杆应用
舂 衡器：天平和杆秤
桔 槔
典型示例题1： 如图所示，轻质杠杆一端因水平方向力F 作用而被逐步抬起，在此过程中F的大小及 力臂变化是 （ B ） A．变大、变大 B．变大、变小 C．变小、变大 D．变小、变小 典型示例2： 如图所示，小明同学觉得按住木棒的 力好大，辛苦。你认为他应该怎样改变 位置会舒服些？请讲出你的理由。 答案： 将肩膀向袋子靠近点，因为阻力臂减小，动力就会减小。
F1
F1=(F2×L2)/L1
=（20牛×0.8厘米)/0.5厘米
B
L2=0.8厘米
A
=32牛
答：使杠杆在水平位置平衡时 拉力F的大小为32牛。
F2=G=20牛
课堂练习
1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则( D ) A.这两个力的大小必须相等
B.这两个力的力臂长必须相等
C.力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小
• 5、指出图4中所列工具分别属于那种简单机械， 剪刀＿＿＿＿＿；扳手＿＿＿＿＿；钻头＿＿＿ ＿。
• 6、如图6 是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时 相当于一个＿＿＿（填“省力”或“费力”）杠 杆，若箱和物品共 • 重100N，设此时动力臂是 • 阻力臂的5倍，则抬起拉杆 • 的力F 为＿＿＿N。
• 7、 各式各样的剪刀都是一对杠杆.图7中， ＿＿＿剪刀是省力杠杆；理发时应选用＿ ＿＿.(选填“甲”或“乙”)
• 8、图2所示的用具中，属于费力杠杆的是 【 】
• 9、在图9所示的简单机械中，属于费力杠 杆的是【 】
• 10、 图１2所示的工具中，属于费力杠杆的 是【 】