3.4 简单机械—杠杆导学案---2023-2024学年浙教版科学九年级上册

简单机械——杠杆 1. 杠杆 1.杠杆的定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。 2.杠杆的五要素： (1)支点:杠杆绕着转动的固定点。(用0表示) (2)动力:使杠杆转动的力。(用F1表示) (3)阻力:阻碍杠杆转动的力。(用F2表示) (4)动力臂:从支点到动力作用线的距离。(用L1表示) (5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。(用L2表示) 【注】 A.杠杆的形状各异,可以是直的,也可以是弯的，但一定是硬的不能是软的。 B.无论是动力还是阻力,杠杆都是受力物体,作用于杠杆的物体都是施力物体。动力和阻力的作用效果是使杠杆向相反方向转动，要明确阻力始终是阻碍杠杆转动的力。 C.动力和阻力可以在支点两侧,也可在支点同侧。(如右图所示) D.力臂有时在杠杆上,有时不在杠杆上,力的作用线过支点时力臂为零,该力对杠杆的转动不起作用。 E.力臂是点(支点)到线(力的作用线)的距离而不是点(支点)到点(力的作用点)的距离,力臂不一定在杠杆上。动力臂和阻力臂之和不一定等于杠杆长。 【例1】如图是《天工开物》中记载的在井上汲水的桔槔，它的前端系一木桶，后端系一质量适当的配重物。木桶装满水后，为了减小人向上提水时所需的拉力，下列操作可行的是（　　） A． 将配重靠近支点 B．将水桶远离支点 C．适当增大配重 D．将支点远离地面 【例2】如图所示，工人师傅将油桶推上台阶，下列说法正确的是（　　） A． 这不能看作杠杆，因为油桶是圆的 B．这不能看作杠杆，因为没有支点 C．这可以看作杠杆，因为满足杠杆的所有条件 D．这可以看作杠杆，支点就是横截面的圆心 3.力臂的画法 【例1】试在图上画出F1和F2的力臂 【例2】画出图中各力的力臂． 【例3】如图为用起子开汽水瓶盖的时候，杆的支点O位置，及手作用在起子上力的力臂．请在图中表示． 【例4】试在图中画出汽车刹车踏板上动力F1的力臂G1和阻力F2的力臂G2． 【例5】如图所示，试画出杠杆OA所受力的力臂（OA杆的质量忽略不计） 【例6】画出图中力F1和F2的力臂，并用G1和G2分别标明． 【例7】先在图中找到支点的位置，然后根据情况确定动力和阻力，再画出各力臂： 二．研究杠杆的平衡条件 1.实验步骤：（1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态。 （2） 在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次在水平位置处于平衡状态，这时杠杆两端受到的作用力分别等于各自钩码的重力。将动力和阻力填入表内。 （3） 读出动力臂与阻力臂，填入表中。 2.结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成：F1 / F2=l2 / l1 【实验注意事项】 (1) 首先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡或者支点要在杠杆的中点（目的：排除杠杆自重的影响，便于读出力臂的值） 注意：在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。 (2)调节杠杆在水平位置平衡，而不是倾斜状态平衡（目的是便于从杠杆上直接读出力臂大小） (3)加减或移动钩码，使杠杆在水平位置重新平衡；记录此时杠杆左右两端的力及力臂大小。 (4)实验不能只凭一组数据得到结论，必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论。多次实验目的是避免实验的偶然性，以便寻找具有普遍性的实验规律。 (5)根据数据得出实验结论：杠杆的平衡条件：F₁·L=F₂·L2 3.判断杠杆是否平衡方法：若动力×动力臂=阻力×阻力臂，则杠杆平衡；若动力×动力臂≠阻力×阻力臂，则杠杆不再平衡，向乘积大的一端下沉。 4.杠杆动态平衡是指构成杠杆的某些要素发生变化，而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态，分析杠杆的动态平衡时，一般根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,分析比较，得出结论。 【例题】6.在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）如图a所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向旋________（选填“左”或“右”）。 （2）如图b所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上________个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。 （3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【求最大动力臂和最小动力的方法】 由F1L1=F2L2知，当阻力、阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小,动力臂最长时,动力最小。要求最小动力,应先求最大动力臂。 (1)找最大动力臂的方法: ①动力作用点确定时,支点到动力作用点的线段长即为最大 ②动力作