探究杠杆平衡条件[1]
讨论: 如何正确选用这些剪刀?为什么?
E
F
D
CB
A
下图杠杆分别是哪种杠杆?
F1
F2
l1
O l2
费力杠杆
l
l
省力杠杆
省 F1
力
杠 杆
等臂杠杆
l 2 F2
它 们 是 什 么 杠 想一想:为什么杆有的杠杆会费力?设 ? 计这种杠杆的目的是什么?
P竖产如用可9直生果力6以例向多这大增题下 大 个 小大:的的力和道道作力还作钉钉用?不用橇橇能点对20有将 不道0牛关道 变钉的尺钉 的的力寸拔 情作,如出 况用道图, 下力钉所在 采?橇示保用对,持什道若手么钉在的方会A作法点
问:图1与图2有何相同之处? 都处于静止状态
杠杆的平衡状态
杠杆的平衡状态: 杠杆的平衡条件:
静止或匀速转动
F1l 1 = F2l 2 (或
l1 l2
=
F2 F1
)
思考: 1、在实验开始时,为什么先要调节杠杆在 水平位置平衡? 2、有用弹簧测力计作阻力进行实验时,弹 簧测力计为什么要竖直向上拉?如果弹簧测 力计向上斜拉,它的读数会发生怎样的变化? 3、在调好杠杆平衡之后进行实验的过程中, 是否需要再调整杠杆的平衡螺母?
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=30cm,OB=20cm,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?
F
L1
解:F2=G=mg=2Kg×10N/Kg=20N
O
B
L2
A 由F1L1=F2L2,得:
F1
L2 6厘米
L1
1.2米
O
·
F2
8.如图所示,某同学在做俯卧撑运动。可将他视为 一个杠杆。他的重心在A点,重力为500牛,那么他将 身体撑起,双手对地面的压力至少_30_0牛_ 。若他 在1分钟内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离 均为0.4米,则他的功率至少为_6_0_瓦。
结束
1。有一根杠杆,动力为1000N,阻力为3000N, 动力臂为1.5m,求:它的阻力臂为多少?
B
A
A
B
D C
C
D
练习二: 下列哪个杠杆是省距离的( )
A
B
A
B
C
D
C
D
练习三:
1.如图4,杠杆处于平衡状态,F的力臂是什么? 2.如图5,某一同学由图得出F1×OA=F2 × OB,这个结 论对吗?为什么?
力臂的画法
L1 F1
力臂:支点到力的作用线 的垂直距离。
有何特点? O
h1
h2
h1 < h2
F2 O
F1
费力杠杆
由 F1L1=F2L2 ∵L1 < L2 ∴F1 > F2
这是费力杠杆
等臂杠杆:动力臂等于阻力臂 O
L2
L1
L2 = L1
F2 = F1
F2
F1
什么时候使用等臂杠杆呢?
等臂杠杆的特点
由 F1L1=F2L2
O
∵L1 = L2
动力臂L1
F1
∴F1 = F2
杠杆平衡条件的应用
知识与技能
认识杠杆。认识杠杆的几个概念。 能从常见工具和简单机器中识别出杠杆。 知道杠杆的平衡条件及其杠杆的一些应用。
过程与方法
经历绘制杠杆示意图的过程,体会科学抽象的方法。
观察和操作杠杆,体会杠杆的作用。
经历探究杠杆平衡条件的过程。学习分析实验现象、寻找 数据间规律,从中归纳出实验结论的一般方法。
已知:F1=1000N F2=3000N L1=1.5m 求 :L2=? 解 :根据杠杆的平衡条件:
F1L1=F2L2
L2=F1L1 / F2 =(1000N X 1.5m) / 3000N
=0.5m 答 :它的阻力臂为0.5m.
2。一根轻质扁担长1.8m,前后两端分别挂上
重600N和200N的货物,问:人肩应挑在离前
杠杆平衡的条件
F1L1=F2L2
或
F1 = L2
F2
L1
杠杆的应用
中国古代对杠杆也有广泛的使用
古埃及人在建金字塔
省力杠杆(动力臂大于阻力臂)
O
L2
L1
F1
F2
省力杠杆:省力、费距离
有何特点? O
h1
h2
h1 > h2
费力杠杆(动力臂小于 阻力臂) O L2 L1 F1
F2
费力杠杆: 费力、省距离
= F1
F2 L2 = 20N×30cm L1 20cm
=30N
答:此时拉力F为30N
例题2:如图:OA=2OB,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?
解:在直角三角形OAC中
∠OAC=300
C
L1
O B
L2
L1=1/2OA,L2=OB=1/2OA
F1
L1=L2
关心生活、生产、自然现象中杠杆的使用。 情感态度与价值观
乐于在周围生活中发现和分析各种杠杆,具有利用杠杆烦 方便自己工作的意识。
认识科学探究中必须有合作精神。
教学重、难点
教学重点:
画最小的力。 杠杆平衡计算题。
教学难点:
寻找力臂。
F1 l1
O l2
F2
F1
Ol2 F2l1
F1 l1 O
l2 F2
端多远处才能使扁担平衡?
L=1.8m
解:设肩的前端为动力F1和动力臂L1
L1 O L2
根据L1+L2=1.8m得出 L2=1.8m-L1
根据杠杆的平衡条件: F1L1=F2L2
F2=G2=200N
600N X L1=200N X (1.8m-L1)
F1=G1=600N
得:L1=0.45m 答 :人肩应挑在离前端0.45m处才能使扁 担平衡。
A 由F1.L1=F2.L2知
F1=F2=G=60N
答:此时绳的拉力F为60N
考考你 计算
8、杠杆平衡时,动力为10N,阻力为 40N, 动力臂为0.4m 求阻力臂。
9、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?
练习一:下列个杠杆是省力的( )
F2
l2
O
F1
F1 O
F2
人体中的杠杆
F1 F1
F2 l1 O l2
l2 O
l 1 F2
踮着脚尖为什么难以站稳?
E
F
D
CB
A
思考:怎么的杠杆才算平衡呢?
当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,或
作缓慢地匀速转动时,我们说杠杆平衡了。
图1
图2
问:图1与图2有何不同之处?
图1在水平位置,图2不在水平位置
F2
这是等臂杠杆
等臂杠杆不省力,也不省距离
4、杠杆的应用:
① 当 l 1>l 2 时,F1<F2 如:铡刀、起瓶器
② 当 l 1<l 2 时,F1>F2 如:鱼竿、筷子
③ 当 l 1 = l 2 时,F1 = F2 如:天平
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
哪些杠杆是省力,哪些是费力杠杆?举例生活中的例子,并说明原因