科学探究:杠杆的平衡条件认识杠杆杠杆的五要素力臂的画法实验探究:杠杆的平衡条件一、什么是杠杆?跷跷板羊角锤撬棒讨论:杠杆有什么共同特征?•1、受到力的作用•2、硬棒•3、固定点•在力的作用下,能绕着固定点转动的硬棒(直棒或曲棒),就称为杠杆。定义:生活中的杠杆扳手独轮车这些都应用了杠杆的原理起子剪刀天平2020年2月26日星期三11时40分41秒铜陵市五中物理课件6二、认识杠杆的几个概念杠杆示意图:F2阻力L1动力臂L2阻力臂动力作用线阻力作用线O支点杠杆绕着转动的固定点使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力支点到动力作用线的距离支点到阻力作用线的距离F1动力力臂的画法力臂:指支点到力的作用线的垂直距离。确定动力和阻力的作用线过支点到力的作用线作垂线段,用大括号标记标垂足,标力臂找支点如图19所示,用杠杆提升一物体,O为杠杆支点,请画出拉力F的力臂lOF例题:画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F1F2L1L2O练一练:画出它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂F1F2L1L2OOF2F1L1L2跷跷板怎样才能成平衡状态?实验探究:用带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板,用钩码代替人。什么是杠杆平衡?当杠杆在动力和阻力的作用下,处于静止或匀速转动时,我们说杠杆处于平衡状态。实验探究:杠杆的平衡条件实验器材带有刻度的杠杆、支架台、若干个钩码等等实验装置(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1:假设2:假设3:假设4:F1+L1=F2+L2F1–L1=F2–L2F1/L1=F2/L2F1·L1=F2·L2杠杆的平衡条件是:即:杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。动力×动力臂=阻力×阻力臂F1L1=F2L2杠杆平衡的条件:F1×L1=F2×L2或:F1L1F2L2=其中:F1、F2分别为动力和阻力;L1、L2分别为动力臂和阻力臂手通过的距离比刀口通过的距离大,要多移动距离。省力杠杆铡刀裁纸刀杠杆的应用(1)根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2若L1L2,则F1F2。此杠杆为省力杠杆。省力杠杆特点:省力但要费距离。省力杠杆(动力臂阻力臂)F2F1L1L2O手通过的距离比刀口通过的距离大,要多移动距离。省力杠杆铡刀裁纸刀省力杠杆道钉撬羊角锤起子钳子(2)根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2若L1L2,则F1F2。此杠杆为费力杠杆。费力杠杆特点:费力但可以省距离。费力杠杆(动力臂阻力臂)F2F1L1L2O手通过的距离比煤或鱼通过的距离少得多,可以省距离。铁锹钓鱼竿费力杠杆我们需要用费力杠杆吗?它有什么好处?(3)根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2若L1=L2,则F1=F2。此杠杆为等臂杠杆。等臂杠杆特点:不省力也不省距离。动力臂L1O动力臂L1阻力臂L2F1F2等臂杠杆(动力臂=阻力臂)F2F1L1L2OL2=L1F2=F1∴等臂杠杆的特点是:不省力,不费力不省距离,不费距离杠杆的种类:省力杠杆:L1L2,F1F2特点:省力,但费距离。应用:羊角锤费力杠杆:L1L2,F1F2特点:费力,但省距离。应用:钓鱼竿等臂杠杆:L1=L2,F1=F2特点:不省力也不费力。应用:天平杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂F1L1=F2L2F2F1OBAL1L2练习:巩固力臂的画法•例题:请把下图中的支点与力臂画出来。巩固练习1.力臂是一定在杠杆上吗?答:不是。F1F2L1L22.若力作用在杠杆上,作用点不变,但作用方向改变,力臂是否改变?答:改变。F1OL1L2F2例题1:杠杆平衡时,动力为10N,阻力为40N,动力臂为0.4m,求阻力臂。解由F1·L1=F2·L2得L2=(F1·L1)/F2=(10N×0.4m)/40N=0.1m例题2:当在杠杆处于平衡状态,并且已知石头对杠杆的压力为3000N,动力臂和阻力臂分别为180cm和6cm,请问动力为多少?已知:F2=3000NL1=180cmL2=6cm求:F1=?解:根据杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2,得F1=(F2×L2)/L1=(3000N×6cm)/180cm=100N答:动力为100N。3.两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D4.在图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是()A.翘棒B.镊子C.铡刀D.开瓶器5.下图是各式各样剪刀的示意图,它们都是一对的杠杆。现要用它们来剪开较硬的物体,其中选用最合适的剪刀是()6.哪种剪纸方法省力?哪种剪纸方法省距离?7、画出图中作用在A点最小的力的方向。FAB1.剪纸或布时,阻力不很大,选动力臂较短的剪刀,完成一次剪裁动作,可以剪裁较长的纸或布,加快剪切速度。2.修剪树枝时,一方面树枝较硬、阻力较大,这就要求动力臂要长,阻力臂要短;另一方面,为了加快修剪速度,剪切整齐,要求剪刀刀口要长,选动力臂较长、阻力臂较短,同时刀口较长的剪刀。4.指甲剪上有三个杠杆。手把部分是一个省力杠杆,刀口部分是两个费力杠杆。3.用剪刀剪物体时,被剪物体的具体位置不同,阻力臂的大小也不同,动力的大小也会变化。不能说动力一定大于或一定小于阻力,一般是根据轴到手柄的距离来粗略地判断某种剪刀是不是省力杠杆。手柄长的剪刀能省力,通常用来剪坚硬的物体,手柄短的剪刀费力,通常用来剪轻软物体。