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1、第十章 机械与人,第一节 杠杆的平衡条件,有道理吗？能做到了吗？,阿基米德,科学狂人豪语： “给我一个支点和立足点，我就能撬动地球！”,如果阿基米德可以直接抬起60千克的重物,则他需要一个力臂比为10的20次方的杠杆 则他要把地球撬起1cm,需要把杠杆的另一端压下10的18次方千米. 如果他压下60kg物体要用的时间是1s,则他需要三十三万亿年左右时间才可以把地球撬起来. 即使他的手和光速一样快,也要十几万年才能撬起来地球的1cm,一、认识杠杆,观察下列工具，思考并讨论其共同特征。,核桃钳,独轮车,开瓶器,天平,指甲剪刀,钢丝钳,镊子,扳手,剪刀,常见的杠杆,起子,抽水机手柄,天平横梁,跷跷板
2、,钓鱼竿,船桨,1、受力的作用2、绕固定点转动3、比较坚硬,在 的作用下，能绕某一 转动的 ，叫做杠杆。,力,固定点,硬棒,认识杠杆的五要素:,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,课前复习：,o,F1,F2,L1,L2,其他杠杆练习,分析撬棒的力臂:,L1,L2,思考？,大人和小孩能一起玩 跷跷板吗？,跷跷板:,杠杆的平衡,提问：,什么是杠杆的平衡？,归纳结论：,当杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡
3、。,实验探究：杠杆的平衡条件,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：,假设二：,假设三：,假设四：,F1+L1=F2+L2,F1L1=F2L2,F1/L1=F2/L2,F1 L1=F2 L2,假设五：,F1,F2,o,实验探究,杠杆在什么条件下平衡？,探究影响杠杆水平平衡的因素1将带有刻度的木尺调节在水平位置平衡。2在木尺的两边分别挂上数目不同的钩码，调节钩 码到O点距离，使杠杆水平静止。 3. 改变钩码个数并调节悬挂点到O点的距离，使木尺 处于水平静止状态。将各次实验数据填写入下表。,思考与讨论, 杠杆两端有两只可调节的螺
4、母，能 起什么作用?,为什么要求杠杆静止时，在水平位置呢?,归纳结论,作用:调节杠杆自身的平衡(实验开始前）,因为这样能在杠杆方便测量出力臂的数值。,实验数据表格设计,F1L1,F2L2,进行实验与收集证据：,提问: 你的实验结论与你的假设 一致吗?你的结论是什么?,总之,杠杆的平衡条件是： 动力动力臂=阻力阻力臂,交流与合作,F1 L1 = F2 L2,这是阿基米德发现的杠杆原理。,或,乙,甲,做一做,1.把杠杆左边改用弹簧测力计竖直拉使其水平平衡（图甲），能否得出以上结论？,2.保持阻力F2及左右两边距离不变，用测力计斜拉杠杆仍使其水平平衡（图乙）,你有什么发现？你认为发生这种现象的原因是
5、什么?,（F1变大了!）,图甲,图乙,图甲,图乙,L1,F3,F2,F4,F1,哪个方向更省力？,拉一拉,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2.要使右图杠杆保持平衡, 最省力的方向是( ),课堂练习,D,A,2、如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能保持平衡的是（ ）A、左右钩码各向支点移一格 B、左右各减少一个钩码C、左右各减少一半钩码 D、左右各增加两个钩码,C,3.判断：动力和阻力可以人为规定。（ ） 4.把重为4N和12N的物
6、体分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡时,两端的长度之比是.,3 : 1,L1,L2,利用杠杆的平衡条件分析撬棒的优缺点:,O,分析：由图可知：L1L2，据F1L1=F2L2得：F1F2则省力，但费距离。,杠杆的分类,h2,h1,省力杠杆,O,h1 h2,省力费距离,利用杠杆可以用较小的力产生一个较大的力，从而省力！,开瓶器,省力杠杆,道钉撬,省力杠杆,活塞式抽水机,省力杠杆,手推车,省力杠杆,羊角锤撬钉,省力杠杆,刹车板,省力杠杆,费力杠杆：,h2,h1,O,费力省距离,h1 h2,F2,F1,动力臂L1,阻力臂L2,由 F1L1=F2L2 L1 L2 F1 F2这是费力杠杆,缝纫机的脚踏板,费力杠
7、杆,钓鱼1、2,费力杠杆,液压装置,钓鱼竿,筷子,镊子,等臂杠杆 （动力臂等于 阻力臂）,F2,F1,L1,L2,O,F2,F1,动力臂L1,阻力臂L2,等臂杠杆的特点,等臂杠杆不省力，也不省距离,使用时哪些是省力杠杆？ 哪些是费力杠杆？,“柄长省力；口长费力”,哪种剪纸方法省力？ 哪种剪纸方法省距离？,苏州园林常用的剪刀（粗枝剪、细枝剪、 整篱剪），请指出它们的名称：,细枝剪 整篱剪 粗枝剪,剪刀中的杠杆知识,杠杆的平衡条件： 动力动力臂=阻力阻力臂,“柄长省力；口长费力”,EBD：E为支点，B为动力作用点，D为阻力作用点， 构成一个费力杠杆。 EFG：E为支点，F为动力作用点，G为阻力作用
8、点， 构成一个费力杠杆。,剪指甲钳,由三个杠杆组成的： ABC：C为支点，A为动力作用点， B为阻力作用点， 构成一个省力杠杆。,核桃钳,省力杠杆,生物体内的杠杆,费力杠杆,F1,F2,0,杠杆的应用：三类杠杆,请判断下图中，哪种是省力杠杆，哪种是费力杠杆，哪种是等臂杠杆,省力,省力,等臂,费力,省力,省力,请同学们分析各是什么杠杆？,拧螺丝用的扳手,家庭用的煤火钳,铁路起道钉起子,起重机,水龙头的扳手,理发用的推剪,开启酒瓶用起子,判断方法：先画出动力臂和阻力臂，再比较动力臂和 阻力臂的长短，再判断是哪种杠杆,判断根据：省力杠杆（L1L2, F1F2)省力费距离 （铡刀、起子、指甲剪；手推车
9、子、 老虎钳；道钉撬、压水杆，羊角锤子、 刹车板、还有一个铁皮剪。） 费力杠杆（L1L2, F1F2)费力省距离 （镊子、筷子、理发剪、起重机臂、 钓鱼竿、扫帚、铁锨、铁火钳、 还有缝纫机的脚踏板。） 不省力也不费力杠杆（L1L2, F1F2 （天平、定滑轮）,特别强调：,A,B,C,下列哪个杠杆是省距离的（ ）,D,D,图中的杠杆处于水平位置并静止AO=OB，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（ ） A. F=G B. FG C. FG D. 无法比较,C,C,下列属于费力杠杆的是（ ）,如图所示，在扶正被风吹倒的树木时,下列措施中最合适的是（ ） A绳直接系在A点 B绳直接系在B点C在A点垫
10、上橡皮,再系上绳 D在B点垫上橡皮,再系上绳,D,C,下列工具中，属于省力杠杆的是（ ） A 瓶盖起子 B 钓鱼竿 C 天平 D 镊子,如图，在使用中属于费力杠杆的是（ ）,A,D,下列事例属于省力杠杆是（ ） A. 用镊子换药 B用筷子夹菜 C. 用大扫扫帚扫地 D. 用钳子截断铁丝,甲,乙,如图两种剪刀，如果来剪铁皮，应选 种剪刀。 在理发时应选 种剪刀。,D,甲,乙,室内垃圾桶 室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。 从结构示意图看出，它是有两个杠杆组成的，下面用脚踩的是一个省力杠杆，用来把桶盖支起的是一个费力杠杆。,杠杆的作用是用来改变力的大小和方向,桔槔
11、（jiegao）,杆 秤 杆秤的构造：由秤杆、提扭、秤盘、秤砣组成。 工作原理：不等臂杠杆 使用方法：将物体放在秤盘，提起提扭，调节秤砣位置使秤杆平衡，这时直接从秤杆刻度处读数。,杆秤是通过什么方法改变量程的? 一个杆秤通常有两个称量范围,量程的大小是通过改变提扭的位置实现的,提扭离称盘近称的量程大. 生活中的一些不法商贩,通过什么方法欺骗消费者? 生活中的一些不法商贩,通过减小秤砣的质量的大小或增加称盘的质量使得称量值大于实际值来欺骗消费者.,台 秤 台秤的构造：由基座、秤盘、调零螺丝、支点、槽玛、秤杆、游码、砝码盘组成。 工作原理：不等臂杠杆 使用方法：调节调零螺丝使台秤平衡，将物体放在秤盘，在砝码盘放上适当砝码，移动游码，使台秤再次平衡，这时物体的质量等于砝码数加游码数。,
