内容正文:
6.5探究杠杆的平衡条件
认识杠杆
杠杆:能绕某一固定点转动的硬棒(直棒或曲棒)
你知道生活中有哪些杠杆么?
固定点
(支点)
硬棒(板)
可转动
生活中的杠杆
生活中的杠杆
杠杆示意图(五个重要概念)
支点O
阻力F2
动力F1
阻碍杠杆转动的力
使杠杆转动的力
阻力臂L2
动力臂L1
力臂:支点到力作用线的距离
注意:
1.力臂是支点到力的作用线的垂直距离,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。
3.力臂和力的作用线用虚线表示,且力臂的长度应该用大括号标记;垂直的地方应有垂足;支点处用O标记。
杠杆示意图(五个重要概念)
例题1:请把图中
的支点与力臂画出
来。
O
F2
L2
L1
F1
F2
F1
O
杠杆示意图(五个重要概念)
例题2:请画出图中动力臂和阻力臂
L2
L1
实验探究:杠杆的平衡条件
思考:怎样才能使跷跷板保持水平?
实验探究:杠杆的平衡条件
杠杆平衡:杠杆在动力和阻力的作用下,处于水平静止状态(便于直接在杠杆上读出力臂大小)。
实验器材:带有刻度的杠杆、支架台、若干个钩码等。
序号 左边 右边
拉力F1/N 距离L1/m 拉力F2/N 距离L2/m
1 0.5 0.10 1.0 0.05
2 1.0 0.15 1.5 0.10
3 1.5 0.20 2.0 0.15
× = ×
× = ×
× = ×
实验探究:杠杆的平衡条件
结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂
即:杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。
变形:
当时,
实验探究:杠杆的平衡条件
STS:阿基米德是古希腊伟大的科学家,他有句名言:“只要给我一个支点和一根足够长的杠杆,我就能撬动地球。”阿基米德说这句话的理论根据是什么?
杠杆平衡应用
例1:如上图中的大人重750N,小女孩重250N,当大人坐在与跷跷板的转轴距离0.5m处,小女孩应该坐在哪里才能使跷跷板平衡?
解:已知F2=750N,F1=250N,L2=0.5m
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得
答:小女孩应该坐在离转轴1.5m处。
杠杆平衡应用
2.如图,OB为轻质杠杆,OA=0.6m,AB=0.2m。杠杆的B端挂一重为60N的重物,要使杠杆在水平位置上平衡,在A点加一个多大的竖直向上的拉力?
解:如图,由题意知
L2=0.6m+0.2m=0.8m,
L1=0.6m,F2=G=60N
则
F1
F2
L1
L2
杠杆分类:
省力杠杆:撬棍,扳手,钳子,开瓶器、胡桃钳
特点:L动>L阻,F动<F阻(省力不省距)
O
F动
F阻
L动
L阻
思考:根据杠杆平衡原理,怎样的杠杆省力,怎样的杠杆省距?
杠杆分类:
费力杠杆:胳膊,镊子,鱼竿,筷子,火钳、理发剪刀
特点:L动<L阻,F动>F阻(省距离不省力)
O
F动
F阻
L动
L阻
O
F动
F阻
L动
L阻
杠杆分类:
等臂杠杆:天平,定滑轮
特点:L动=L阻,F动=F阻
F动 F阻
L动 L阻
练习:
1、有一轻质杠杆,动力臂是阻力臂的2倍,则动力与阻力之比为_____,当用该杠杆提升重30N的物体时,需施力为______N。
2、如图所示的四种用具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A、托盘天平 B、独轮车 C、取盘夹 D铁皮剪
0.5
15
C
练习:
3、杠杆上悬挂一重物,右图
4个力中能使杠杆平衡的最小
力是 。
4、下列关于F1力臂作图中,正确的是( )
A B C D
F2
D
F1
F2
F3
F4
L1
L1
L1
L1
练习:
5、有一杠杆经过调节,处于水平平衡状态。如图所示,在A点悬挂三个钩码(每个钩码重均为0.5 N),要使杠杆水平平衡,需在B点悬挂_____个钩码;取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平平衡,测力计的拉力为____N.
2
3
练习:
6、如图,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动一格,下列判断正确的是( )
A.杠杆仍能平衡
B.杠杆不能平衡,左端下沉
C.杠杆不能平衡,右端下沉
D.无法判断
练习:
7、如图是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)没挂钩码时,杠杆静止的位置如图中甲所示,此时应将螺母向____调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙,杠杆的____端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下,只需将 即可。
右
左
左侧减小一颗钩码
练习:
(3)小李和小王又分别设计了两种实验方