内容正文:
第九章 机械与人
第一节
科学探究:杠杆的平衡条件
1、通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取共同特征,认识杠杆的“五要素”
2、能根据一定的标准对杠杆的使用、特点,以及作用效果进行分类
3、对杠杆的平衡条件进行猜想和假设,并设计出方案,探究得出杠杆的平衡条件
4、会应用杠杆平衡条件进行简单计算,解决有关问题
只要给我一个支点,我就可以撬起地球。
阿基米德
阿基米德真的可以
撬起地球吗?
m地球≈6.0×1024kg
这些能给我们提供方便的工具都称为机械
复杂机械都是由简单机械组成的
观察下列工具,思考并讨论其共同特征
一、认识杠杆
共同特征:
1、受力的作用
2、绕固定点转动
3、比较坚硬
杠杆定义:
在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒,叫做杠杆。
提问:在现实生活中,你还能举出哪些杠杆的实例呢?
O
支
点
动力作用线
阻力作用线
L2
认识杠杆的几个概念
F
F1
动力
F2
阻力
L1
这些概念很重要!!!
支点:杠杆绕着转动的固定点,用O表示。
动力:使杠杆转动的力,用F1表示。
动力臂:从支点到动力作用线的距离,用L1表示。
阻力:阻碍杠杆转动的力,用F2表示。
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用L2表示。
一“点”——支点O(一定在杠杆上)
动力F1
二“力”—— 相对的
阻力F2
动力臂L1
二“臂”——
阻力臂L2
杠杆五要素
1、力臂是一定在杠杆上吗?
不一定
2、杠杆是否都是直的?
杠杆可以是直的,也可以是弯的
3、如果力的作用线过支点,力臂为多少?
力臂为0
想一想
画出图中杠杆各力的力臂
F1
l1
l2
F2
想一想
O
o
F1
F2
L1
L2
.
O
O
L1
L2
F1
F2
L2
L1
F1
F2
画力臂的方法:
一找(找准支点)
二画(画出力的作用线)
三引(引垂线)
四标(标垂足---直角符号、标力臂---支点到垂足的距离 )
3081.unknown
二、杠杆的平衡
提问:什么是杠杆的平衡?
探究实验:用橡皮、小刀、直尺、硬币等物怎样组成杠杆,并使其平衡?
归纳结论:
当杠杆在动力和阻力的作用下静止或做匀速转动时,我们说杠杆平衡了。
1 、提出问题: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?
2 、猜想与假设:
假设一:F1+L1=F2+L2
假设二:F1–L1=F2–L2
假设三:F1/L1=F2/L2
假设四:F1 · L1=F2 · L2
实验探究:杠杆的平衡条件
F1
F2
o
实验探究
L1
L2
杠杆
平衡
螺母
杠杆两端两只可调节的螺母,能起什么作用?
作用是调节杠杆自身的平衡
为什么要求杠杆静止时,在水平位置呢?
因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出。
杠杆调平的方法是什么?
“左高左调、右高右调”
想一想
进行实验与收集证据
实验表格
实验次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1
2
3
提问: 你的实验结论与你的假设一致吗?你的结论是什么?
杠杆的平衡条件是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
公式表示为:F1·L1=F2·L2
这就是阿基米德发现的杠杆原理。
交流与合作
条件:杠杆已平衡(如图)
1、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?
问题探究
如何用弹簧测力计将下面的杠杆调平衡
三、杠杆的分类:
(1)动力臂>阻力臂 F动<F阻 省力杠杆但要费距离
(2)动力臂=阻力臂 F动=F阻 等臂杠杆
(3)动力臂<阻力臂 F动>F阻 费力杠杆但省距离
省力
费力
费力
费力
等
臂
3080.unknown
三、我国古代的杠杆
捣谷的舂
2995.unknown
汲水的桔槔
2996.unknown
1、在天平、独轮手推车、镊子、钢丝钳中,属于费
力杠杆的有________;属于等臂杠杆的有_______。
镊子
天平
巩固练习
2、如图所示的杠杆,重力不计,O为支点,AO=0.3m,当在A点悬吊一重为5N的物体,绳子拉力F=3N时,杠杆在水平位置平衡,在图中画出拉力F的力臂L2,力臂L2为______。
O
C
F
A
B
L2
0.5m
3、图中所画力臂正确的是( )
D
D
G
O
F
A
G
G
G
O
O
O
F
F
B
C
L
L
L
L
F
4.