内容正文:
第十一章 简单机械和功
一、杠 杆
“给我一个支点,我可以撬起整个地球。”
——阿基米德
一、什么是杠杆
利用图中相关工具拔出板上的图钉。
【活动】
【思考】
1.这些工具自身都具有哪些共同特点?
2.在起钉子的过程中还有哪些共性?
(有一定长度,外形各异,但整体受力不易形变的硬棒)
(可绕点转动)
物理学中,将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆。
杠杆:
一些生活中可看作杠杆模型的工具。
【列举】
思考:杠杆的使用效果与哪些因素有关呢?
影响杠杆使用效果的因素。
【探究】
【五要素】
支点:杠杆绕着转动的点,即图中的O点。
动力:使杠杆转动的力,即图中的F1。
阻力:阻碍杠杆转动的力,即图中的F2。
动力臂:从支点到动力作用线的距离,即图中的l1。
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,即图中的l2。
支点(O)
动力(F1)
阻力(F2)
动力臂(l1)
阻力臂(l2)
l1
l2
O
F1
F2
静止或匀速转动。
【杠杆的平衡状态】
【活动】
杠杆满足什么条件才能处于平衡状态呢?
力大则对应力臂要小,力小则对应力臂要大。
体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来?
【思考】
【猜想】
二、杠杆的平衡条件
实验:探究杠杆的平衡条件
C.实验中如何快速测得动(阻)力臂?
使用多个钩码或弹簧测力计。
B.实验中如何方便地提供动力和阻力?
调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
A.实验中如何解决杠杆自重对平衡的影响?
使用刻度尺或在杠杆上标记均匀刻度。
实验方案
动力×动力臂=阻力×阻力臂
实验结论
这个探究实验给了我们哪些启示?
1. 为什么要调节杠杆在水平位置平衡?
2. 为什么要进行多次实验探究?
(消除杠杆自重的影响)
(便于测量相应的力臂)
(便于从实验数据中归纳总结出可靠的一般规律)
实验评估
【内容】
【公式】
【拓展】
【思考】
三、杠杆平衡原理
动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。
F1l1=F2l2
杠杆受多个动(阻)力的平衡条件是什么呢?
F1l1+ Fnln =F2l2 + Fmlm
∆F1l1=∆F2l2
阿基米德撬起地球的杠杆应该有什么特点呢?
足够长
给我一个支点,我可以撬起整个地球。
——阿基米德
*
省力杠杆
四、杠杆原理的应用
【杠杆的分类】
【特点】
动力