1、6.5 6.5 探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件沪粤版新教材同步教学课件沪粤版新教材同步教学课件第六章第六章 力和机械力和机械 在生活、生产中，人们常常在生活、生产中，人们常常用撬棒撬物、用起重机吊物等，用撬棒撬物、用起重机吊物等，这其中有什么奥秘？让我们从跷这其中有什么奥秘？让我们从跷跷板开始进行探究。跷板开始进行探究。小时候，我们都玩过跷跷板。观察如图所示的情景后，讨论一下，大人和小朋友分别坐在跷跷板的两侧，怎样才能使绕绕板保持水平呢？为了便于探究跷跷板怎样才能成水平状态，可以对它进行简化。用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人。物理学中，把能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲
2、棒），叫做杠杆杠杆。跷跷板是一种杠杆。F2L1L2O支点支点：杠杆绕着转动的杠杆绕着转动的点。（点。（O O）动力：动力：使杠杆转动的使杠杆转动的力。（力。（F F1 1）阻力：阻力：阻碍杠杆转动的阻碍杠杆转动的力。（力。（F F2 2）（力臂：（力臂：从从支点到力的支点到力的作用线的距离。作用线的距离。）动力臂动力臂：动力的力臂。（动力的力臂。（L L1 1）阻力臂：阻力臂：阻力的力臂。（阻力的力臂。（L L2 2）F1杠杆的五要素杠杆的五要素画力臂的方法画力臂的方法1 1、找支点、找支点O O；2 2、画力的作用线（虚线）；、画力的作用线（虚线）；3 3、画力臂（虚线，从支点向力的作用、画
3、力臂（虚线，从支点向力的作用线作垂线）；线作垂线）；4 4、标力臂（大括号或背向箭头表示范、标力臂（大括号或背向箭头表示范围），并在旁边标上字母围），并在旁边标上字母L L1 1或或L L2 2。简记为：一找点，二划线，三作垂线段，四标符号F1OL1L2F3F2L3杠杆的力臂杠杆的力臂_在杠杆上在杠杆上(一定或不一定一定或不一定)不一定不一定例例1：在图在图 中画出力中画出力 F1、F2、F3 的力臂的力臂.F1F2L1L2AOBF1F2AOBL1L2在图在图 中画出力中画出力 F1 的力臂的力臂 l1和力臂和力臂 l2对应的力对应的力 F2.思维点拨：思维点拨：力臂的画法：力臂的画法：(1)
4、(1)首先确定支点首先确定支点 O O；(2)(2)画动力及画动力及阻力作用线；阻力作用线；(3)(3)从支点从支点 O O 向力的作用线作垂线，画出垂足，则向力的作用线作垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂；支点到垂足的距离就是力臂；(4)(4)力臂用大括号表示范围并在旁力臂用大括号表示范围并在旁边标上字母边标上字母l l1 1 或或l l2 2.可以归纳为：一找支点，二画线，三连距离，可以归纳为：一找支点，二画线，三连距离，四标记四标记l1F2O活动活动1 1 探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件是即：即：F F1 1LL1 1=F=F2 2LL2 2，或，或动力动力动
5、力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂1221LLFF思考与讨论思考与讨论 杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用么作用?为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?归纳结论归纳结论作用是调节杠杆自身的平衡作用是调节杠杆自身的平衡因为这样力臂的数值在杠杆因为这样力臂的数值在杠杆 上就能直接读出或量出。上就能直接读出或量出。1 1 学习了杠杆、支点、动力、学习了杠杆、支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂等概念阻力、动力臂、阻力臂等概念.2、杠杆的平衡条件是即：即：F F1 1LL1 1=F=F2 2LL2 2，或，或动力动力动力臂动力臂=阻
6、力阻力阻力臂阻力臂1221LLFF例题例题 假如图假如图6-376-37中的大人重中的大人重750N750N，小女孩，小女孩重重250N250N。当大人离跷跷板的转轴。当大人离跷跷板的转轴0.5m0.5m时，小女时，小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？解：由解：由F F1 1L L1 1=F=F2 2L L2 2得得mmNNLFFL5.15.02507502121答：小女孩应坐在离转轴答：小女孩应坐在离转轴1.5m1.5m处。处。1 1、P29P29页页3 3、4 4题题2、杠杆平衡时，动力为、杠杆平衡时，动力为10N，阻力为，阻力为40N，动力臂为动力臂为0.
7、4m 求阻力臂。求阻力臂。3、一条扁担长、一条扁担长1.4m 左端挂左端挂300N重的物体，重的物体，右端挂右端挂400N重的物体，问人肩能挑距左端多重的物体，问人肩能挑距左端多远的地方，扁担才能处于水平平衡？远的地方，扁担才能处于水平平衡？4如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同下列四项操作杆上每格均匀等距，每个钩码都相同下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是（中，会使杠杆左端下倾的是（）在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个
8、相同的钩码将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格A B CD图图14B5.在探究在探究“杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件”的实验中：的实验中：(1)若实验前，没有挂钩码时，杠杆静止在图若实验前，没有挂钩码时，杠杆静止在图241所示位置，应将右端所示位置，应将右端的平衡螺母向的平衡螺母向_适当调节，或将左端的平衡螺母向适当调节，或将左端的平衡螺母向 调节；由此可知杠调节；由此可知杠杆两端螺母的作用是杆两端螺母的作用是_。(2)在实验时，使杠杆在在实验时，使杠杆在_位置平衡，其目的是位置平
9、衡，其目的是_ (3)实验中共有实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边、离支点边、离支点2格的格的A处挂有处挂有3个钩码，如图个钩码，如图242所示，为使杠杆在水平位置平所示，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边挂上钩码，你的方法是衡，请你在杠杆右边挂上钩码，你的方法是_ ，并在图，并在图242画画出其示意图。出其示意图。图图241图图242图图243（4）小红所在的小组根据图）小红所在的小组根据图24242 2所示的实验现象得出的杠杆平衡条件是：所示的实验现象得出的杠杆平衡条件是：“动力动力支点到动力作用点的距离支
10、点到动力作用点的距离=阻力阻力支点到阻力作用点的距离支点到阻力作用点的距离”。为了。为了说明这一结论是否正确，请你在图说明这一结论是否正确，请你在图24243 3所示的杠杠上画出需要对杠杠施加的所示的杠杠上画出需要对杠杠施加的力的示意图和这个力的力臂力的示意图和这个力的力臂右右右右调节杠杆平衡调节杠杆平衡水平水平便于测量力臂便于测量力臂在在3处挂处挂2个钩码个钩码 F L（5）下图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重）下图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重05N，杠杆上每一格长杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在下表中。，部分实验数据已记录在下表中。第一次第一次
11、第二次第二次第三次第三次实验次数实验次数动力动力F F1 1/N/N动力臂动力臂L L1 1/cm/cm阻力阻力F F2 2/N/N阻力臂阻力臂L L2 2/cm/cm1 11.51.510101 12 21 1202010103 31 120201.51.51010请将表格中的实验数据补充完整。请将表格中的实验数据补充完整。小明的第小明的第3次实验存在错误，其错误数据是次实验存在错误，其错误数据是 ，实际值比记录值大还，实际值比记录值大还是小是小?_；通过此探究实验应该得出的结论：通过此探究实验应该得出的结论：。15220小小动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂讨论：上图讨论：上图中哪
12、些杠杆中哪些杠杆省力，哪些省力，哪些杠杆费力，杠杆费力，哪些杠杆既哪些杠杆既不省力也不不省力也不费力？使用费力？使用这三类杠杆这三类杠杆各有什么好各有什么好处？处？杠杆的分类（1）根据杠杆平衡条件：）根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2 若若L1L2，则，则 F1F2。此杠杆为此杠杆为省力杠杆省力杠杆。省力杠杆特点：省力但要省力杠杆特点：省力但要费距离费距离。手通过的距离比刀口通过的距离大，要手通过的距离比刀口通过的距离大，要多移动距离。多移动距离。省力杠杆铡刀省力杠杆道钉撬羊角锤起子钳子手动抽水机（2）根据杠杆平衡条件：）根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2 若若L1F2。此杠杆为此杠杆为费
13、力杠杆费力杠杆。费力杠杆特点：费力但可以费力杠杆特点：费力但可以省距离省距离。手通过的距离比煤或鱼通过的距离少得多，手通过的距离比煤或鱼通过的距离少得多，可以省距离。可以省距离。铁锹钓鱼竿费力杠杆费力杠杆缝纫机脚踏板起重机剪刀镊子人的胳膊筷子（3）根据杠杆平衡条件：）根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2 若若L1=L2，则，则 F1=F2。此杠杆为此杠杆为等臂杠杆等臂杠杆。等臂杠杆特点：等臂杠杆特点：不省力也不省距离不省力也不省距离。阻力臂阻力臂L L2 2动力臂动力臂L L1 1O动力臂动力臂L L1 1阻力臂阻力臂L L2 2F1F2杠杆的种类：杠杆的种类：省力杠杆省力杠杆：L1L2，动力
14、小于阻力，动力小于阻力特点：省力，但费距离。应用：羊角锤特点：省力，但费距离。应用：羊角锤 费力杠杆费力杠杆：L1L2，动力大于阻力，动力大于阻力特点：费力，但省距离。应用：钓鱼竿特点：费力，但省距离。应用：钓鱼竿 等臂杠杆等臂杠杆：L1L2，动力等于阻力，动力等于阻力特点：不省力也不费力。应用：天平特点：不省力也不费力。应用：天平小结小结够长的棍，我就能搬动地球给我一个立足点和一根足理发剪刀和铁匠用的剪刀有何区别理发剪刀和铁匠用的剪刀有何区别?你知道拧松生锈的螺帽要用一段水管套在板手柄上的道理吗?练习8、如图所示的杠杆中，动力的力臂用表示，图中、如图所示的杠杆中，动力的力臂用表示，图中所画力
15、臂正确的是：（所画力臂正确的是：（）D9 9用图用图9 9中所示的道钉撬撬道钉中所示的道钉撬撬道钉,要使作用在要使作用在A A点的力最小点的力最小,那那么力么力F F应沿哪个方向应沿哪个方向?在图中画出力在图中画出力F F及其力臂及其力臂.10.10.如图如图1010所示，曲杆所示，曲杆AOBCAOBC自重不计，自重不计，O O为支点，为支点，AO=60cmAO=60cm，OB=40cmOB=40cm，BC=30cm,BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力F F的示意图及其力臂的示意图及其力臂L L。1111如图如图1111的弯曲杠杆的弯曲杠杆A A端吊一重物端吊一重物G.G.要想在要想在B B端加一最小的力端加一最小的力F,F,使使AOAO保持水平平衡保持水平平衡.试画出此力的方向和力臂试画出此力的方向和力臂.图图9图图10图11FLFLF
