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第十一章 简单机械
第1节 探究:杠杆的平衡条件 课时2
生活中的杆秤就是一个杠杆,是怎样使用的?
观察思考
新知导入
1.能完成“探究杠杆的平衡条件”的实验,能猜想杠杆平衡条件,并能通过
实验来验证猜想。
2.能分析生产生活中不同类别的杠杆,并能根据实际需要选择合适的杠杆。
3.体会我国古代在杠杆使用方面的智慧。
学习目标
知点
什么是杠杆的平衡?
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时或匀速转动时,我们就说此时杠杆处于平衡状态。
一、实验:探究杠杆的平衡条件
新知学习
杠杆的平衡条件:
杠杆平衡 杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡。
【猜想】杠杆在满足什么条件下会保持平衡?
探究杠杆平衡的条件
【实验器材】
带有刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台。
【实验过程】
1.调节平衡螺母,使杠杆水平平衡。
思考:为什么要调节在水平位置平衡?
保证力臂沿杠杆,便于测量力臂
2.杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中。
3.改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验,并把数值记录在表中。
次数 动力F1 (钩码)/个 阻力F2 (钩码)/个 动力臂l1/格 阻力臂l2/格
1
2
3
4
3
4
4
3
6
4
2
3
4
2
2
4
2
2
2
2
【实验数据记录】
杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
舂米
汲水
我国古代对杠杆的应用
二、杠杆的应用
我们身边有很多杠杆。例如,瓶盖起子、羊角锤、钓鱼竿等,观察这些杠杆,它们的动力臂和阻力臂有什么关系?
观察思考
羊角锤
瓶盖起子
钓鱼竿
1.省力杠杆
(1)示意图:如图所示
(2)特点:动力臂______阻力臂,平衡时动力______阻力。用较小的动力就可以克服较大的阻力。(L1>L2, F1大于
小于
(3)常见的省力杠杆:瓶盖起子、羊角锤起钉子、独轮车、钳子等。
省力杠杆的实例分析
F1
F2
o
o
F2
F1
剪刀相当于两个杠杆组合在一起
l2
l1
生活中的一些省力杠杆:
2.费力杠杆
(1)示意图:如图所示
(2)特点:动力臂______阻力臂,平衡时动力______阻力。动力作用点移动较小的距离就可以使阻力作用点移动较大的距离。(L1F2)
大于
小于
(3)常见的费力杠杆:镊子、缝纫机脚踏板、钓鱼竿、筷子夹菜、皮划艇的桨、扫帚扫地等。
费力杠杆的实例分析
o
F1
F2
F2
l1
l2
l2
l1
筷子相当于两个杠杆组合在一起。
人的右手与钓鱼竿接触处为支点。
o
F1
生活中的一些费力杠杆:
扫把
镊子
船桨
3.等臂杠杆
(1)示意图:如图所示
(2)特点:动力臂______阻力臂,平衡时动力______阻力。这样的杠杆既不省力也不费力。(L1=L2, F1=F2)
等于
等于
(3)常见的等臂杠杆:天平、定滑轮。
生活中的等臂杠杆:
托盘天平
跷跷板
杠杆的平衡条件
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
杠杆的应用
课堂总结
1.下列工具中,属于省力杠杆的是( )
A.夹邮票用的镊子
B.理发师修剪头发用的剪刀
C.剪铁丝用的钢丝钳
D.钓鱼用的鱼竿
C
课堂练习
2.如图所示,AB为一根质量不计的细棒,用绳在O处吊起,当A、B两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡.若OA=0.8m,OB=0.4m,甲的重力为10N,则乙的重力为 N.
20
3.某实验小组在“研究杠杆平衡条件”实验中:
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂
l2/cm
1 2 5 1 10
2 3 10 2 15
3 2 30 3 20
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节;使杠杆在水平位置平衡的目的是 便于测量力臂 。
左
便于测量力臂
(2)实验探究:实验前将杠杆中点置于支架上,明明同学调节杠杆在水平位置平衡后,通过加挂不同数量的钩码分别改变力的大小,仍使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示。多次实验记录的数据如表所示。分析表中数据可得出杠杆平衡的条件是 F1l1=F2l2 (用字母表示)。
F1l1=F2l2
(3)本实验中多次测量的目的是 得到普遍结论 。
得到普遍结论