1、9.1 9.1 杠杆及其平衡条件杠杆及其平衡条件1.1.认识杠杆认识杠杆2.杠杆的五要素杠杆的五要素3.力臂的画法力臂的画法4.实验探究：杠杆的平衡条件实验探究：杠杆的平衡条件学习目标学习目标阿基米德阿基米德一、什么是杠杆？一、什么是杠杆？这些都应用了杠杆的原理这些都应用了杠杆的原理讨论交流：杠杆有什么共同特征呢？讨论交流：杠杆有什么共同特征呢？v1、受到力的作用下、受到力的作用下v2、硬棒、硬棒v3、固定点、固定点在在力力的作用下，能绕某一的作用下，能绕某一固定点固定点转动的转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆。杠杆。杠杆：杠杆：注意：注意：1 1）杠杆可以是直的，可以
2、是弯曲的，）杠杆可以是直的，可以是弯曲的，也也可以是任意形状的物体可以是任意形状的物体；2 2）硬棒能成为杠杆，必须满足两个条件：）硬棒能成为杠杆，必须满足两个条件：一是要有力的作用，一是要有力的作用，二是绕固定点转动。二是绕固定点转动。3 3）“硬棒硬棒”应理解为应理解为“不易发生形变的物体不易发生形变的物体”。生活中的杠杆生活中的杠杆v 提问：在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例吗？提问：在现实生活中，你还能举出哪些杠杆的实例吗？F F2 2阻力阻力L L1 1动力臂动力臂L L2 2阻力臂阻力臂动力作用线动力作用线阻力作用线阻力作用线O支点支点杠杆绕着杠杆绕着转动的固转动的固定点定点使
3、杠杆转使杠杆转动的力动的力阻碍杠杆阻碍杠杆转动的力转动的力支点到动力作支点到动力作用线的距离用线的距离支点到阻力作支点到阻力作用线的距离用线的距离F F1 1动力动力二、认识杠杆的几个概念二、认识杠杆的几个概念杠杆的五个重要概念（五要素）杠杆的五个重要概念（五要素）1.支点：支点：杠杆绕着转动的固定点。杠杆绕着转动的固定点。o2.动力：动力：使杠杆转动的力。使杠杆转动的力。F13.阻力：阻力：阻碍杠杆转动的力。阻碍杠杆转动的力。F24.动力臂：动力臂：从支点到从支点到动力作用线动力作用线的距离。的距离。L15.阻力臂：阻力臂：从支点到从支点到阻力作用线阻力作用线的距离。的距离。L2杠杆的杠杆的
4、这些概念很重要！这些概念很重要！：什么是力臂呢？什么是力臂呢？力臂怎样来画？力臂怎样来画？支点支点力臂的画法力臂的画法力臂力臂：指支点到力的作用线的指支点到力的作用线的垂直距离垂直距离。确定动力和阻力的作用线过支点到力的作用线作垂线段标垂足，标力臂找支点“一找、二画、三引、四标一找、二画、三引、四标”F2F1OBAL1L2（）（）练习：巩固力臂的画法练习：巩固力臂的画法v例题：例题：请把下图中的支点与力臂画出来。请把下图中的支点与力臂画出来。2 2、力臂是一定在杠杆上吗？、力臂是一定在杠杆上吗？1 1、杠杆是否都是直的？、杠杆是否都是直的？跷跷板示意图跷跷板示意图OOL1L2F1F2L2L1F
5、1F2 当曲肘把重物举起来的时当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆候，手臂也是一个杠杆(如如图图)。肘关节是支点。肘关节是支点。当你抬脚跟的时候，是脚跟后面当你抬脚跟的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这实际上是体重落在两者之间。这实际上是一个杠杆一个杠杆(如图如图)，这时肌肉的拉，这时肌肉的拉力比体重要小。力比体重要小。试一试：试一试：人体杠杆人体杠杆注意注意（）（）AOBF1L2L11.力力臂是臂是支点到力的作用线支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离。的距离，不是支点到作用点的距离。2.力的作用线是一条直线，没有方向力
6、的作用线是一条直线，没有方向。3.力臂和力的作用线垂直的地方力臂和力的作用线垂直的地方应有垂足应有垂足；支点处用；支点处用O标记标记。F2练一练：练一练：画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2O O练一练：练一练：画出它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂画出它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F F1 1F F2 2L L1 1L L2 2OO F F2 2F F1 1L L1 1L L2 21.什么是杠杆平衡？什么是杠杆平衡？如果杠杆如果杠杆静止静止或或匀速转动匀速转动，我们就说杠杆，我
7、们就说杠杆处于平衡状态。处于平衡状态。三、实验探究：杠杆的平衡条件三、实验探究：杠杆的平衡条件2.实验器材实验器材 带有刻度的带有刻度的杠杆杠杆、支架台支架台、若干个、若干个钩码钩码等等4.分析论证分析论证制定计划制定计划进行实验进行实验3.2.猜想与假设猜想与假设科学探究的基本过程科学探究的基本过程1.提出问题提出问题1、提出问题：、提出问题：杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？间存在着怎样的关系？F1、F2、L1、L2之间存在什么关系呢？之间存在什么关系呢？2、猜想与假设：、猜想与假设：F1+L1=F2+L2F1-L1=F2-
8、L2F1/L1=F2/L2F1L1=F2L2杠杆杠杆平衡平衡螺母螺母3、实验探究：、实验探究：实验实验次数次数动力动力F1 (N)动力臂动力臂l1（m）动力动力 动力臂动力臂(Nm)阻力阻力F2(N)阻力臂阻力臂l2 (m)阻力阻力 阻力臂阻力臂 (Nm)123实验一：异侧施力 用线系着钩码，分别挂在杠杆两侧，改变钩码的个数或在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置上仍保持平衡。实验结论：实验结论：当杠杆平衡时，F1L1=F2L2实验二：同侧施力 把钩码用线系着挂在杠杆上，在同一侧用测力计竖直向上拉着杠杆，改变钩码个数或测力计拉杠杆的位置，使杠杆在水平位置上仍保持平衡。实验结论：实验结论：当杠杆平衡时
9、，F1L1=F2L2杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件：当杠杆平衡时，：当杠杆平衡时，动力动力 动力臂动力臂=阻力阻力 阻力臂阻力臂4、分析与论证：、分析与论证：动力动力动力臂动力臂=阻力阻力阻力臂阻力臂F1L1F2L2杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件：实验三：沿不同方向拉测力计，使杠杆仍处于水平平衡，观察测力计，并记录数据。实验启发：在阻力与阻力臂不变情况下，动力臂越小，动力越大。图甲图甲图乙图乙OLLO思考与讨论1.1.杠杆两端装置两只可调节的螺母，能起什么作用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作用是调节杠杆自身的平衡2.2.为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢为什
10、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因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接 读出或量出。读出或量出。3.3.杠杆调平的方法是什么？杠杆调平的方法是什么？“左高向左调、右高向右调左高向左调、右高向右调”1、两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？、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、将两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？杠杆平衡条件的应用杠杆平衡条件的应用例题：例题：当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的当在杠杆处于平衡状态，并且已知石头对杠杆的压力为压力为3000N，动力臂和阻力臂分别为，动力臂和阻力臂分别为180cm
11、和和6cm，请问动力为多少？请问动力为多少？已知已知：F2=3000N L1=180cm L2=6cm求求：F1=？解解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，得 F1=（F2 L2）/L1 =（3000N6cm）/180cm=100N答答：动力为100N。F1L1F2L2F1L1F2L2 其中：讨论：讨论：（1）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（2）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（3）若：）若：L1=L2，则：，则：F1 F2=根据根据L1、L2 的大小关系，可将杠杆分为的大小关系，可将杠杆分为 种：种：3（1）L1 L2：（2）L1 L2：（3）L1=L2：省力杠杆省力
12、杠杆费力杠杆费力杠杆等臂杠杆等臂杠杆（2）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（2）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（2）若：）若：L1 L2，则：，则：F1 F2（2）若：）若：L1 L2 F1 F2省省力力杠杠杆杆的的应应用用：我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？我们需要用费力杠杆吗？它有什么好处？比较下面两件工具它们是省力杠杆还是不省力杠杆？理发剪理发剪铁皮剪铁皮剪支点支点支点支点费力费力省力省力请对下列应用的杠杆请对下列应用的杠杆进行分类：进行分类：等臂杠杆等臂杠杆省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆生活中的剪刀生活中的剪刀思考：思考：什么情况下，人们会选用费力杠杆？什么情
13、况下，人们会选用费力杠杆？使用费力杠杆有什么好处？使用费力杠杆有什么好处？当当阻力比较小阻力比较小时，人们会选用费力杠时，人们会选用费力杠杆。使用费力杠杆会杆。使用费力杠杆会省距离省距离，很方便。，很方便。v1.在图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是在图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是 （）A翘棒翘棒B镊子镊子C铡刀铡刀D开瓶器开瓶器2.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡,则则()A.这两个力的大小必须相等这两个力的大小必须相等 B.这两个力的力臂长必须相等这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小力臂较长的那个力比较小D3 3、下列关于、下列关于F F1 1力臂的作图中，正确的是力臂的作图中，正确的是（）COL1F1F1OAF1L1DL1CF1OL1B4、画出图中作用在、画出图中作用在A点最小的力点最小的力的方向的方向。FAB课外小调查：课外小调查：生活中还有哪些省力和费力的杠杆类生活中还有哪些省力和费力的杠杆类工具？请记在表格中。工具？请记在表格中。省力 费力
