《科学探究：杠杆的平衡条件》机械与人PPT课件

第十章机械与人科学探究：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？FO支点F1动力F2阻力动力作用线L1L2认识杠杆的几个概念这些概念很重要！！！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F1l1l2F2O想一想oF1F2L1L2.OOL1L2F1F2L2F1F2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）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、硬币等物体怎样组成杠杆，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，我们就说杠杆平衡了。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：假设四：F1·L1=F2·L2实验探究：杠杆的平衡条件1212FFLLF1F2oL1L2杠杆平衡螺母实验探究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/NL1/cmF2/NL2/cm123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四、我国古代的杠杆捣谷的舂汲水的桔槔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______。OCFABL20.5m3.图中所画力臂正确的是（）DDGOFAGGGOOOFFBCLLLLF4.两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D5.画出图中作用在A点最小的力的方向。F6.如图所示，用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端B端，其中AO＝0.1m，AB＝1m，OC＝0.7m，要撬起重为1400N的石头，需要在B端竖直向下用多少N的力才能撬起石头？AOBCF2F1L1L2已知：L2=AO=0.1mL1=OC=0.7mF2=G=1400N求：F1=?解：由杠杆平衡条件：F1L1=F2L2可得：答：需要在B端竖直向下用200N的力才能撬起石头。21210.1mFF1400N200N0.7mll1.什么是杠杆?在力的作用下，能绕某一固定点转动的硬棒，物理学中叫做杠杆。2.杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。不念居安思危，戒奢以俭；斯以伐根而求木茂，塞源而欲流长也。——魏徵