1.認(rèn)識(shí)杠桿，能分清杠桿的五要素.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究杠桿的平衡條件及應(yīng)用.3.知道省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿的特點(diǎn)，會(huì)畫(huà)力臂.4.知道杠桿在生活中的應(yīng)用.
人的力量是有限的，但人類的智慧是無(wú)窮的，人類在漫長(zhǎng)的歷史中創(chuàng)造了各種各樣的工具，使工作更省力、更方便，這些工具統(tǒng)稱為機(jī)械.
這些工具在使用時(shí)，有什么共同特點(diǎn)？
它們工作時(shí)，能繞一個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng).
杠桿是最簡(jiǎn)單的機(jī)械.只要在力的作用下能夠繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的堅(jiān)實(shí)物體都可以看做杠桿.
支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐點(diǎn)O動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2
鋼絲鉗 桿秤 瓶蓋起子
道釘撬 火鉗 獨(dú)輪車
復(fù)雜的機(jī)械是由簡(jiǎn)單的機(jī)械組成的.蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)等許多機(jī)器中都包含了各式各樣的杠桿.
挖掘機(jī)利用杠桿來(lái)控制翻斗
塔式起重機(jī)的吊臂是杠桿
1.杠桿平衡：當(dāng)動(dòng)力和阻力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相互抵消時(shí)，杠 桿將處于平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)叫做杠桿平衡.
①右圖是一個(gè)平衡的杠桿，移動(dòng)一邊鉤碼的懸掛點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？
杠桿會(huì)傾斜，不再處于平衡狀態(tài).
②如下圖所示，用帶桿的滑輪向左或向右推動(dòng)右邊掛鉤碼的懸線，改變作用力的方向，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？
實(shí)驗(yàn)表明，杠桿的平衡不僅與動(dòng)力和阻力的大小有關(guān)，還與力的作用點(diǎn)及力的作用方向有關(guān).
支 點(diǎn)(O)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn).
動(dòng) 力(F1)：促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力.
阻 力(F2)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力.
動(dòng)力臂(L1)：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離.
阻力臂(L2)：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離.
為了便于描述，我們引入力臂的概念.如下圖所示，通過(guò)力的作用點(diǎn)沿力的方向的直線叫做力的作用線.從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫做力臂.
從支點(diǎn)作動(dòng)力、阻力作用線的垂線
畫(huà)出圖中杠桿各力的力臂
提出問(wèn)題：杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡？
猜想與假設(shè)：類似于二力平衡條件，杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂可能存在某些數(shù)學(xué)運(yùn)算相等的關(guān)系.假設(shè)一： F1＋L1=F2+L2假設(shè)二： F1－L1=F2 － L2假設(shè)三： F1/L1=F2/L2假設(shè)四： F1×L1=F2 × L2
實(shí)驗(yàn)器材：杠桿平衡實(shí)驗(yàn)裝置、鉤碼.
①調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿不掛鉤碼時(shí)在水平位置平衡(便于測(cè)量力臂).②給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿平衡.這時(shí)杠桿兩端受到的作用力等于各自鉤碼的重量.把支點(diǎn)右邊的鉤碼重量當(dāng)作動(dòng)力F1，支點(diǎn)左邊的鉤碼重量當(dāng)作阻力F2；量出杠桿平衡時(shí)的動(dòng)力臂L1和阻力臂L2；把相應(yīng)的數(shù)值填入表中.
③改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn).
杠桿平衡的條件是，動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂.
數(shù)據(jù)分析：由表格中的數(shù)據(jù)可知，動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積恰好等于阻力與阻力臂的乘積.
它的含義：如果動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，那么動(dòng)力就是阻力的幾分之一.
若l1＞l2，則F1 ＜ F2
若l1= l2，則F1 ＝F2
若l1＜l2，則F1＞ F2
判斷杠桿的類型，實(shí)際就是比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小
根據(jù)支點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)力與阻力作用線的位置關(guān)系，杠桿可分為省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿.
由 F1L1=F2L2 ∵L1 〉L2 ∴F1〈 F2這是省力杠桿
省力杠桿特點(diǎn)：動(dòng)力臂大于阻力臂，動(dòng)力小于阻力.
在生活中，你發(fā)現(xiàn)了哪些工具是省力杠桿？
我們?cè)谑褂檬×Ω軛U時(shí)，省了力，但費(fèi)動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離.
由 F1L1=F2L2 ∵L1 〈 L2 ∴F1 〉 F2這是費(fèi)力杠桿
費(fèi)力杠桿的特點(diǎn)：動(dòng)力臂小于阻力臂，動(dòng)力大于阻力.
在生活中，你發(fā)現(xiàn)了哪些工具是費(fèi)力杠桿？
使用費(fèi)力杠桿，雖然費(fèi)了力，但卻省了動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離.
物理實(shí)驗(yàn)室中，我們使用的天平就是等臂杠桿.
3.等臂杠桿特點(diǎn)：動(dòng)力臂等于阻力臂，動(dòng)力等于阻力.
桿秤曾是我國(guó)應(yīng)用最廣泛的稱重工具，這是一種典型的杠桿.試分析它的工作原理，并比較它和天平的優(yōu)缺點(diǎn).
桿秤是我國(guó)勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，它是一種典型的杠桿.利用它來(lái)稱量貨物的質(zhì)量時(shí)，如圖所示，O1是杠桿的支點(diǎn)，F(xiàn)1（F1=G砣)、F2（F2=G貨)分別是動(dòng)力和阻力，由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2知，當(dāng)F2改變時(shí)，只需相應(yīng)地改變L1就可以使杠桿再次在水平位置平衡，桿秤還可以通過(guò)改變支點(diǎn)位置來(lái)改變量程，如支點(diǎn)選在O2位置，桿秤量程會(huì)增大，與天平相比，桿秤雖然沒(méi)有天平稱量精確，但它有操作簡(jiǎn)便、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn).
我國(guó)2000多年前《墨經(jīng)》中對(duì)杠桿原理的利用——搗谷的舂和井上汲水的桔槔.
定義：在力的作用下，能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，叫做杠桿
支點(diǎn)(O)、動(dòng)力(F1)、阻力(F2)、動(dòng)力臂(L1)、阻力臂(L2)
L1 ＞L2 ，F(xiàn)1＜ F2
L1 ＜L2 ，F(xiàn)1＞ F2
L1 =L2 ， F1= F2
1.如圖所示，用一根自重可以忽略不計(jì)的撬棒撬動(dòng)石塊.若撬棒C點(diǎn)受到石塊的壓力是1 500 N，且AB=1.5 m，BC=0.3 m 、CD=0.2 m，則要撬動(dòng)該石塊所用的力最小應(yīng)為 （ ） A.500 N B.300 N C.200 N D.150 N
2.如圖所示，杠桿掛上鉤碼后剛好平衡，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量相同，在下列情況中，杠桿還能保持平衡的是（ ）A.左右鉤碼各向支點(diǎn)移一格 B.左右各減少一個(gè)鉤碼C.左右各減少一半鉤碼 D.左右各增加兩個(gè)鉤碼
3.下列工具在正常使用中，屬于費(fèi)力杠桿的是（ ）
4.如圖所示，一個(gè)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，動(dòng)力臂L1及阻力臂L2 ，在圖中作出阻力F2以及動(dòng)力F1的示意圖.
5.如圖中的男孩重500N，女孩重350N，當(dāng)男孩離蹺蹺板的轉(zhuǎn)軸70cm時(shí)，女孩應(yīng)該坐在哪里才能使蹺蹺板在水平位置上平衡？
解：已知：F1=500N，L1=70cm，F(xiàn)2=350N.由F1L1=F2L2得:L2=F1L1/F2 = 500N×70cm÷350N=100cm.

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