10.1 科学探究：杠杆的平衡 条件 2022-2023学年沪科版物理八年级

第1节 科学探究：杠杆的平衡条件 情境引入 一、杠杆 下面是生活中常见的几种机械，它们有什么共同的特点？ 共同点：都有一根能够绕着固定点转动的硬棒 1.定义：在力的作用下能够绕着固定点转动的硬棒，就称为杠杆。 这些用具是杠杆吗？ 钢丝钳 杆秤 瓶盖起子 道钉撬 火钳 独轮车 2.杠杆五要素： ①支点O ：杠杆绕着转动的固定点 ②动力F1：使杠杆转动的力 ④动力臂l1：从支点到动力作用线的垂直距离 ③阻力F2：阻碍杠杆转动的力 ⑤阻力臂l2 ：从支点到阻力作用线的垂直距离 F1 O l1 F2 l2 1.找支点O 2.画力的作用线 3.作垂线段 4.用大括号标出力臂并写上相应的符号（ l1 或l2 ） l1 l2 O F1 F2 力臂作图： 例1：画出图中力F1和F2的力臂 F1 F2 O 练习：画出图中杠杆的动力臂l1、阻力F2及阻力臂l2 1 例2 ：如图所示，杠杆 OA 处于静止状态，l2 是 F2 的力臂，请在图中画出力 F1 的力臂 l1 和力F2 的示意图。 l2 O A l2 F1 l1 F2 杠杆静止 【平衡状态】 力大则对应力臂要小，力小则对应力臂要大 体重不同的两人如何让跷跷板在水平位置平衡？ 【猜想】 三、杠杆的平衡条件： 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呢？ 实验探究 1.调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 （调节办法：左倾右调，右倾左调。） 2.将钩码分别挂在杠杆的两边，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡 。记录数据F1、F2、l1、l2 o F1 F2 平衡 螺母 l2 l1 3.改变悬挂钩码的个数和位置，使杠杆重新平衡，得出三组数据。 杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。 次数 动力F1/N 阻力F2/N 动力臂l1/m 阻力臂l2/m 1 2 3 o F1 F2 l2 l1 1.选择杠杆中点为支点的原因 （为了消除杠杆自重对实验的影响） 2.杠杆平衡的判断 （静止，或左右摆动幅度相同） 3. 杠杆的调平 （左倾右调；右倾左调） 4.调节杠杆使其在水平位置平衡的目的 （便于直接从杠杆上读出力臂） 5.多次实验的目的 （避免偶然性，得出普遍规律） 实验探究常考问题： 1.两个力作用在杠杆两端使杠杆平衡，则( ) A.这两个力的大小必须相等 B.这两个力的力臂长必须相等 C.力臂较长的那个力比较大 D.力臂较长的那个力比较小 D 随堂练习 2.下列杠杆能平衡的是（杆重和摩擦力均不计） （ ） C 【思考】 给我一个支点和一根足够长的硬 棒，我就能撬动地球。 ——阿基米德 阿基米德撬地球的杠杆应该有什么特点呢？ 1 省力杠杆 【特点】 省力，费距离 四、杠杆的分类 O F1 F2 l2 l1 l1 l2 F2 F1 > < 【实例】 核桃夹 羊角锤 启瓶器、铡刀、撬棍等 省力杠杆实例： l1 l2 F1 F2 O l1 F2 l2 F1 l1 > l2 F1 < F2 O O 2 费力杠杆 【特点】 【实例】 面包夹、钓鱼竿等 筷子 镊子 O F2 F1 l1 l2 l1 l2 F2 F1 < > 费力，省距离 镊子 筷子 钓鱼竿 面包夹 3 等臂杠杆 【特点】 不费力，不省距离 【实例】 天平等 O F1 F2 l2 l1 l1 l2 F2 F1 = = 1．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是 （ ） A．启瓶器 B．切纸铡刀 C．食品夹 D．羊角锤 随堂练习 C 2．小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时，他把杠杆挂在支架上，发现左端向下倾斜。 （1）若使杠杆在 位置平衡，需把平衡螺母向 端调节。 （2）如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码，则在B处要挂 个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡。 （3）若在C处挂6 N的钩码，用弹簧测力计作用在B点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应该 ，此时弹簧测力计的示数为 。 水平 右 2 O A C B 竖直向上 2 N 　　3．如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下列说法正确的是（ ） A．沿F1方向的力最小 B．沿F2方向的力最小 C．沿F3方向的力最小 D．三个力的大小相等 B F3 F1 F2 O L1 L3 L2 $