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1、第一节 科学探究：杠杆的平衡条件,第十章 机械与人,给我一个支点，我就能撑起整个地球！,？,1、受力的作用 2、绕固定点转动 3、比较坚硬,在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，叫做杠杆。,力,固定点,硬棒,注意：杠杆可以是弯曲的，但必需是硬的。,汲水的桔槔,古代的杠杆,古代的杠杆,F2,支点,杠杆绕着转动的固定点，用O表示。,动力,使杠杆转动的力，用F1表示。,阻力,阻碍杠杆转动的力，用F2表示。,杠杆示意图:,F2阻力,L1动力臂,L2阻力臂,动力作用线,阻力作用线,O支点,杠杆绕着转动的固定点,使杠杆转动的力,阻碍杠杆转动的力,支点到动力作用线的距离,支点到阻力作用线的距离,F1动力,
2、F1,F2,L1,L2,O,画出各力和力臂,如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（ ）,D,练习1、在图中，画出力F对支点O的力臂，并用字母L标明。,O,F,L,怎样画杠杆的力臂,F1,O,L1,L2,F3,F2,L3,它们是什么杠杆？,看谁说得好！,3、力臂的画法,一找支点 二画作用线 三过支点画垂线 最后要把字母填。,O,L1,L2,3.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？,答：要改变,O,杠杆的平衡,提问：,什么是杠杆的平衡？,归纳结论：,当杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。,实验探究：杠杆的平衡
3、条件,1. 提出问题：,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？,2. 猜想与假设：,假设一：,假设二：,假设三：,假设四：,F1+L1=F2+L2,F1L1=F2L2,F1/L1=F2/L2,F1 L1=F2 L2,假设五：,制定计划与设计实验,3、,实验仪器：支架 杠杆 刻度尺 细线 钩码,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?, 为什么要求杠杆静止时，在 水平位置呢?,归纳结论,作用是调节杠杆自身的平衡,因为这样力臂的数值在杠杆 上就能直接读出或量出。,因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出。,1调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡
4、。,实 验 步 骤,实验步骤,2在杠杆两端挂上不同数量的钩码，调节钩码的 位置，使杠杆在水平位置重新平衡,3改变力和力臂的数值，在做两次实验，并把所 得数据填入表格中。,5、进行实验与收集证据,实验表格,6、分析与论证： 通过对以上数据的分析，你能发现什么规律？,杠杆的平衡条件： 动力 X 动力臂阻力 X 阻力臂,用字母表示为: F1L1=F2L2 或,杠杆的平衡条件： 动力 X 动力臂阻力 X 阻力臂,用字母表示为: F1L1=F2L2 或,结论：当杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的_,例：一根杠杆动力臂与阻力臂之比是3:2,要使杠杆平衡,则动力与阻力之比是_.,几分之一,2：
5、3,2.学习了关于杠杆的支点、 动力、阻力、动力臂、阻 力臂等概念.,3.杠杆的平衡条件：,小结,F1 L1=F2 L2,1.杠杆的定义,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=0.3cm，OB=0.2cm,在A点处悬挂一重物G，质量为2kg，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，此时拉力F为多少？,1、杠杆 的点叫支点。动力臂是指从 的距离。 2、在研究杠杆的平衡条件实验中，应调节杠杆两端的 使杠杆在_ 位置平衡。实验要记录 的数据有_，_， _，_。 实验的结论是:,固定不动,支点到动力作用线,平衡螺母,水平,动力,阻力,动力臂,阻力臂,3、杠杆
6、平衡时，动力为10N，阻力为40N， 动力臂为0.4m 求阻力臂。 4、一条扁担长1.4m 左端挂300N重的物体，右端挂400N重的物体，问人肩能挑距左端多远的地方，扁担才能处于水平平衡？,F1,F2,动力臂l1,阻力臂l2,由 F1l1=F2l2 l1l2 F1 F2 这是省力杠杆,省力杠杆,h,S=4h,可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离,省力杠杆的特点,省力杠杆,F2,F1,动力臂l1,阻力臂l2,由 F1l1=F2l2 l1 F2 这是费力杠杆,费力杠杆,h,S=4h,可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离,费力杠杆的特点,费力杠杆,我们吃饭时，筷子是省力杠杆还是费力杠杆？,想一想,
7、F2,F1,动力臂l1,阻力臂l2,由 F1l1=F2l2 l1 = l2 F1 = F2 这是省力杠杆,等臂杠杆不省力，也不省距离,等臂杠杆的特点,小结,省力杠杆的特点 A 动力臂大于阻力臂 B 省力但是费距离 费力杠杆的特点 A 动力臂小于阻力臂 B 费力但是省距离 等臂杠杆的特点 A 动力臂等于阻力臂 B 不省力也不省距离,在下列工具中省力的是哪一组（ ） A. 铡刀、汽车上的刹车闸、羊角锤起钉子； B. 镊子、钓鱼杆、剪子； C. 铡刀、天平、钓鱼杆； D. 镊子、汽车上的刹车闸、钓鱼杆。,练习一,练习二,下列说法中哪些是正确的（ ） A. 使用杠杆一定会省力； B. 省力杠杆的动力臂
8、一定小于阻力臂； C. 动力臂是支点到动力作用点的距离； D. 等臂杠杆不省力也不省距离。,图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（ ） A. F=G； B. F G； C. F G； D. 无法比较。,练习三,提示,图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（ ） A. F=G； B. F G； C. F G； D. 无法比较。,练习四,先画出力臂， 再进行判断,例:如图是一个弯曲的杠杆，O是支点，在A处挂一重物G=10N，AO=BC=4cm，OB=3cm，在C点处加一个力F，若使F力最小，画出该力的方向及力F的最小值是( ） A.8N B
9、.10N C.5N D.13N,A,F2,F2,省力（费距离）杠杆（L1L2） 费力（省距离）杠杆（L1L2） 等臂杠杆（既不省力也不费力）（L1=L2）,2要求用一个最小的力F,使图中的杠杆处于平衡状态,请画出这个力的示意图,并标明它的力臂,L,F3,F2,F4,F1,哪个方向更省力？,拉一拉,练习2、小红进行小制作时，需要剪一块白铁皮，最好选用下列剪刀中的 （ ）,A,B,C,D,D,铁钳,跷跷板,独轮车,钳子,指甲刀,举例,这些能给我们提供方便的工具都称为机械,复杂机械都是由简单机械组成的,（抽油机）,1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则( ) A.这两个力的大小必须相等 B.这两个力
10、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 2.要使右图杠杆保持平衡, 最省力的方向是( ),课堂练习,D,A,小资料,人体内的杠杆,“给我一个立足点，我就能移动地球。”这是希腊科学家阿基米德的一句名言。实际上，用杠杆移动地球是不可能的。但是这反映了阿基米镕发现杠杆规律后的兴奋心情。 几乎每一台机器中都少不了江杆，就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用，了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识，还能学会许多生理知识。,小资料,人体内的杠杆,点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(见图)，杠杆的支点在脊柱之顶，支点
11、前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头，从图里可以看出来低头比仰头要省力。,小资料,人体内的杠杆,当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要化费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以赢得速度。,小资料,人体内的杠杆,当你把脚尖翘起来的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这是一个省力杠杆(如图)，肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。,小资料,人体内的杠杆,如果你弯一下腰，肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆（如图)。 所以在弯腰提起立物时，正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些。以避免肌肉被拉伤。,再见,