第一篇:八年級物理杠桿教案
第一節(jié) 杠桿
教學(xué)目標
1.知識與技能
認識杠桿。知道杠桿的一些應(yīng)用。2.過程與方法
通過觀察和實驗,了解杠桿的結(jié)構(gòu)。通過探究,了解杠桿的平衡條件。3.情感、態(tài)度與價值觀
通過了解杠桿的應(yīng)用,進一步認識物理是有用的,提高學(xué)習(xí)物理的興趣。教學(xué)準備
1.分組實驗材料——杠桿、支架、鉤碼、測力計。
2.演示材料——鉗子、剪子、起釘錘、鑷子等杠桿類工具,以及厚紙板、木板、釘子、粗鐵絲等材料。
計劃課時:2課時 教學(xué)過程
一、導(dǎo)入新課
談話:如果在院子里有一塊幾個人都搬不動的很大很重的石頭,想把它移動一下,怎么辦?
二、學(xué)習(xí)新課 ㈠認識杠桿 ⒈講解:
剛才同學(xué)們想了很多方法,其中比較簡便的就是用一根木棍或鐵棍來撬。如圖9-1第一圖。一根棍子,當在棍下墊一塊小石頭或其他能支撐棍子的東西,用它撬重物時,就不再是一根普通的棍子,而成為一種簡單的機械。這種簡單的機械叫做杠桿。(板書課題)
在杠桿上有一點:被墊著的那塊小石頭支撐著的那一點叫做支點(板書“支點”),杠桿兩端是圍繞支點轉(zhuǎn)動的。驅(qū)使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫動力,阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫阻力。支點到動力作用線的距離叫動力臂,支點到阻力作用線的距離叫阻力臂。
⒉提問:什么是支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂?分別在圖上指出。㈡指導(dǎo)學(xué)生認識杠桿的作用 ⒈討論:
用手搬不動大石頭,用杠桿能撬動。這說明杠桿有什么作用?(省力)
是不是只要應(yīng)用了杠桿一定能省力?例如墊那塊小石頭,是不是墊在什么地方都能省力?
⒉實驗1——學(xué)習(xí)實驗方法
講解:為了弄清這個問題,我們來做個實驗(出示杠桿及支架)。實驗的方法是:在杠桿一邊掛一個重物,在杠桿另一邊向下用力,提起重物,測量用多少力。
分組實驗:(在教師帶領(lǐng)下,分步進行。)
我們用2個鉤碼當作重物。首先,用測力計測量1個鉤碼有多重,2個鉤碼有多重。(學(xué)生測量,匯報。)
然后,把2個鉤碼掛在杠桿左邊、從中間數(shù)第2格的位置,右手握在杠桿右邊、從中間數(shù)第4格的位置,用力向下壓,把鉤碼提起。(學(xué)生實驗。)此時,杠桿像不像那撬動大石塊的棍子?在杠桿上,哪里是支點?哪里是動力?哪里是阻力?動力臂是多少?(用格作單位)阻力臂是多少?
那么,我們是用了多少力把重物提起來的呢?可以在動力作用點掛鉤碼來測量。試一試,在動力作用點(杠桿右邊、從中間數(shù)第4格的位置)掛幾個鉤碼,能使杠桿平衡。(學(xué)生實驗,匯報。)
講解:當杠桿平衡時,右邊掛的鉤碼的重力就是提起重物用的力。如果右邊的重力小于左邊的重力,是省力:如果右邊的重力大于左邊的重力,是費力;如果右邊的重力等于左邊的重力,是不省力也不費力。
提問:以上實驗結(jié)果是省力還是費力?(省力)
在這個實驗中,動力臂與阻力臂關(guān)系是怎樣的,大于、小于、還是等于?(大于)指導(dǎo)學(xué)生把以上實驗條件及結(jié)果填寫在實驗記錄中。⒊實驗2——學(xué)生自己探究杠桿的規(guī)律
講解:下面,各組接著實驗。利用實驗1的方法,分別測出支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。連做三次實驗。把每次實驗的條件、結(jié)果,像實驗1那樣填寫在實驗記錄中。分組實驗。匯報實驗結(jié)果。
討論:通過以上實驗,你發(fā)現(xiàn)使用杠桿提起重物有什么規(guī)律? 教師小結(jié):杠桿原理 動力×動力臂=阻力×阻力臂。指導(dǎo)學(xué)生填寫本課關(guān)于杠桿作用的空白。㈢指導(dǎo)學(xué)生認識杠桿的應(yīng)用
⒈談話:杠桿在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用得很廣泛,想一想哪些地方應(yīng)用了杠桿?哪些裝置像用棍子撬石頭一樣?哪些裝置像杠桿一樣?
⒉討論:
(出示剪子)剪子是不是杠桿?哪里是支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂?要剪一塊很厚很硬的紙板,把紙板放在剪刃的哪個位置剪比較省力?(演示)為什么?
(出示鉗子)鉗子是不是杠桿?哪里是支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂?為什么用鉗子能截斷很粗的鐵絲?(演示)
釘在木板上的釘子很結(jié)實,怎樣把它拔出來?(如果學(xué)生說用鉗子,可以接著問“除了用鉗子還可以用什么工具?”待學(xué)生提出起釘錘后,演示用起釘錘起釘子。)為什么利用起釘錘能比較省力地把釘子拔出來?在用起釘錘起釘子時,錘子上哪里是支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂?是動力臂長還是阻力臂長?
(出示指甲剪)這是什么?(指甲剪)指甲剪是不是杠桿?在指甲剪上,哪里是支點?它是省力的杠桿還是費力的杠桿?為什么要做成這樣的杠桿?.指甲剪上有三個杠桿。手把部分是一個省力杠桿,刀口部分是兩個費力杠桿。
還有哪些工具應(yīng)用了杠桿原理?
⒊教師小結(jié):通過以上研究可以知道,杠桿在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用是很廣泛的。杠桿的外形是可以變化的,并不都像一根棍,凡是工作時圍繞支點轉(zhuǎn)動的裝置,都是利用了杠桿的原理。杠桿類的工具也并不都是省力的,有的是費力的,為了使工作方便。人們掌握了杠桿的規(guī)律,就可以根據(jù)需要,制造各種各樣的杠桿類的工具。
三、鞏固應(yīng)用
1.講述:這節(jié)課我們認識了一種常用的簡單機械——杠桿。2.提問:
⑴什么樣的裝置屬于杠桿?
⑵在杠桿上,哪是支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂? ⑶使用杠桿,在省力費力方面有什么規(guī)律?
3.討論:一個大人與一個小孩能不能玩壓板游戲?怎樣玩小孩才能把大人壓起來?
四、布置作業(yè)
⒈觀察還有哪些裝置應(yīng)用了杠桿原理?分析它的支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。研究它是省力的杠桿還是費力的杠桿?為什么要做成那樣的?
⒉ P5 1—2 教學(xué)后記:
第二篇:八年級物理下冊杠桿教學(xué)見解
杠桿教學(xué)反思
本課教學(xué),是在上節(jié)課通過杠桿尺的研究得出杠桿如何省力、費力、不省力也不費力的前提下,探究生活中的各類杠桿類工具。對于此課教學(xué),簡單枯燥的說教起不了多大效果,要盡可能多的通過實物,通過學(xué)生的動手操作激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,在游戲玩樂中體會科學(xué)的奧秘,掌握相應(yīng)的科學(xué)知識。
如何區(qū)分杠桿是省力、費力、不省力也不費力,可以告訴學(xué)生兩步驟,1、先找到杠桿類工具的支點、用力點、阻力點;
2、分析三個點之間的位置關(guān)系,依據(jù)杠桿尺實驗的結(jié)論來區(qū)分。對于螺絲刀撬開筒蓋、夾子夾東西、開瓶器開啤酒瓶三個活動,讓學(xué)生在活動中進行分析,前兩項較易掌握,開酒瓶蓋不少學(xué)生找不準阻力點和支點,這里需要老師加以引導(dǎo)分析。
生活中更多的杠桿類工具的分析,多準備些實物,當學(xué)生不甚明了時,通過操作演示,親眼看到了工作過程,學(xué)生就較易發(fā)現(xiàn)三個點,分析三個點的關(guān)系,從而能方便的區(qū)分是何種杠桿的應(yīng)用。對于剪刀,教師有必要進行補充,一是不同用處的剪刀,其阻力臂和用力臂的長短是不同的,如理發(fā)剪、縫紉剪、園林剪、手工剪等;二是對于同一把剪刀,使用方法不同,其省力或費力情況也是不同的。對于費力的鑷子和筷子這兩種杠桿類工具,引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么要設(shè)計成費力的?”可結(jié)合夾煤餅的火鉗,比較能說明問題。有的杠桿是為了省力,有的是為了省距離。
第三篇:九年級物理杠桿教案4
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杠
桿
一、教學(xué)目標:
1、知道什么是杠桿,能從常見的工具中辨認出杠桿。
2、知道有關(guān)杠桿的一些名詞術(shù)語,理解力臂的概念,會畫杠桿的力臂。
3、理解杠桿的平衡條件,并能用來解決簡單的問題。
二、教具:杠桿、支架、鉤碼、尺、線等
三、復(fù)習(xí)
請畫出下面點到線的距離。(學(xué)生板演)
四、導(dǎo)入
古希臘學(xué)者阿基米德曾經(jīng)說過“給我一個立足點和一根足夠長的棍,我就能搬動地球”你知道這句話中的道理嗎?在這句話中“一個立足點,一根長棍”指的是什么呢?對,這我們這一節(jié)課要學(xué)習(xí)的杠桿。(板書課題)
五、新授
師:那么什么是杠桿呢?
(一)杠桿定義
同學(xué)們請看:(教師演示)
我們來模擬一個日常生活中的一種現(xiàn)象,怎樣用一支棍撬起一塊大石頭?(模擬撬粉筆盒)
師:在模擬這個過程中,我們用了一支硬棒,而且在撬起過程中這支硬棒在一個力的作用下,繞著一個固定的點轉(zhuǎn)動,象這樣的一支硬棒叫杠桿。(板書定義)
同學(xué)們能否利用手邊的刻度尺來做一個杠桿撬起你的書本呢?(學(xué)生實驗)師:你能舉出幾種在日常生活當中見過的杠桿嗎?(學(xué)生舉例)
出示投影片:起子、鍘刀、羊角錘、抽水機柄、剪甲刀等。教師指出,這些都是杠桿,然后讓學(xué)生找出它們的共同點:一支硬棒,在力的作用下,能繞固定點轉(zhuǎn)動。需要注意的是杠桿并非一定是直的。
(二)杠桿的五個要素:
師:其實在三千多年前,古埃及人就開始利用杠桿了(看圖13-1),那么他們利用杠桿的目的是什么呢?(學(xué)生答,省力)對,我們利用杠桿時一般都是為了省力,那么杠桿為什么省力呢?要想知道原因,需要了解幾個有關(guān)于杠桿的名詞。我們以剛才的撬棍為例來學(xué)習(xí)這幾個名詞,為了學(xué)習(xí)的方便,我們可以把這個圖畫出來。(教師示范講授)
1、支點:杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點(O)(用紅筆標出)
2、動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力。(F1)
注意:動力指的是作用在杠桿上的力,受力物體是杠桿,動力作用點在杠桿上。(教師演示)
3、阻力:阻止杠桿轉(zhuǎn)動的力。(F2)
同樣,阻力也是作用在杠桿上的力,受力物體同樣是杠桿,阻力作用點也在杠桿上。(教師演示)
4、動力臂:從支點到動力作用線的距離。(l1)動力作用線的定義在課本的下面(學(xué)生閱讀)
在我們這個例子中,如何才能畫出支點到動力作用線的距離?(教師演示)我們把從支點到動力作用線的距離,叫動力臂。
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5、阻力臂:從支點到阻力作用線的距離。(l2)
那么如何畫出從支點到阻力作用線的距離呢?阻力作用線的距離不夠長怎么辦?(教師演示)
師:我們把這五個要素叫做杠桿的五要素?,F(xiàn)在我們來練習(xí)畫一個(出示投影)
(三)實驗:研究杠桿的平衡條件
學(xué)習(xí)完了杠桿的五個要素后,我們來通過實驗研究一下杠桿為什么能用較小的力,產(chǎn)生較大的力。首先請同學(xué)們來閱讀一下課本第五自然段,找出我們這個實驗的實驗?zāi)康?,實驗器材。(學(xué)生閱讀并找學(xué)生說出)
師:我們通常是在杠桿平衡或非常接近平衡的情況下使用杠桿的,所謂的平衡指的是杠桿在水平位置上靜止,或勻速轉(zhuǎn)動。在我們這個實驗中的第一步應(yīng)該把杠桿在水平位置上調(diào)平,為什么這樣做,請同學(xué)們思考一下(解釋原因)。請同學(xué)們觀察一下,如何才能達到這一目的呢?(找學(xué)生起來說做法,教師演示)
師:那么在做實驗的過程中能否再去調(diào)節(jié)杠桿的平衡呢?(學(xué)生回答)實驗的第二、第三步應(yīng)該怎么辦,請同學(xué)們繼續(xù)看書。
師:在這個實驗中我們要做幾次?我們用什么來當動力和阻力?為了統(tǒng)一一下標準,我們把支點右邊的鉤碼當動力,支點左邊的鉤碼當阻力。在這三次實驗中同學(xué)們可任意的取三次值,讓杠桿達到平衡。我們前后位每四人一組,每組出一名同學(xué)負責隨時記錄數(shù)據(jù)。好現(xiàn)在請同學(xué)們按照課本上的實驗步驟開始做實驗。(學(xué)生實驗,教師巡回指導(dǎo))
找一組的實驗數(shù)據(jù)投影,并分析數(shù)據(jù)。
師:在這三次實驗中,同學(xué)們能否找出一個規(guī)律來?(請學(xué)生回答)
動力×動力臂=阻力×阻力臂
師:對,這就是我們這一節(jié)課要研究的杠桿平衡條件。(板書)
杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂 如果用字母表示的話這個公式可以寫成:F1l1=F2l2 這個平衡條件就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。
這個關(guān)系式也可以寫成下面的形式:F1/F2=l2/l1也就是說,當阻力和阻力臂一定的時候,我們使用杠桿所用的動力是與動力臂成反比的,動力臂越大,所用的力就越小,這也就可以解釋為什么我們可以用較小的力產(chǎn)生較大的力了。
六、小結(jié)
在這一節(jié)課中我們主要學(xué)習(xí)了那些知識,請同學(xué)們來總結(jié)一下(學(xué)生總結(jié))
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第四篇:初中物理杠桿教案示例
初中物理杠桿教案示例
杠桿
【教學(xué)目標】
一、知識與技能
1.通過觀察生活和生產(chǎn)勞動中的各種杠桿提取共同的特征,并能在杠桿上確認支點、動力、動力臂、阻力、阻力臂的位置。能準確地畫出杠桿的動力臂和阻力臂。
2.通過參與科學(xué)探究活動,能對杠桿平衡條件進行猜想和假設(shè),并設(shè)計出驗證方案,對獲得的信息進行處理,得出杠桿平衡的條件。能應(yīng)用杠桿平衡條件去分析解決簡單的實際問題。
3.能根據(jù)杠桿的特點,以及作用效果等進行分類。
二、過程與方法
1.通過觀察和實驗、感知杠桿,培養(yǎng)觀察能力
2.通過實驗探究,總結(jié)歸納出杠桿的平衡條件,培養(yǎng)初步的分析概括能力,收集信息和處理信息的能力。
3.在對實例的調(diào)研、分析和解釋中進一步理解和應(yīng)用杠桿平衡條件,嘗試應(yīng)用已知的科學(xué)規(guī)律去解釋某些具體問題。
三、情感、態(tài)度和價值觀
1.使學(xué)生感受到杠桿在生活中有廣泛的應(yīng)用,提高探究的樂趣。
2.運用學(xué)過的科學(xué)知識解釋生活中的杠桿,進一步感受到生活和科學(xué)的關(guān)系。
【教學(xué)重點、難點】
1.重點杠桿平衡條件
2.難點對力臂的引入和理解
【教學(xué)步驟】
一、引入新課
觀察圖像中的這些日常生活用的工具,請同學(xué)說出這些工具的名稱和用途?
這些能給我們提供方便的工具都稱為機械。日常生活中見到的那些復(fù)雜的機械也都是由簡單機械組合而成的。學(xué)習(xí)簡單機械的知識是理解復(fù)雜機械的基礎(chǔ)。
現(xiàn)在,誰幫我一個忙,用這里幾種不同的工具(羊角錘、硬棒、鉗子)把木塊中的釘子拔出來。(探究)
活動一:比較用羊角錘拔釘子,用鉗子拔釘子,這兩種情況用力一樣嗎?哪一種工具更省力呢?(實驗后得到羊角錘拔釘子最省力)
師:我們首先用羊角錘(或起子)鉗住釘帽,然后錘身抵住木塊,用力扳手柄,釘子就被拔出來了。那么,你知道羊角錘是根據(jù)什么原理制造的呢。實際上它是根據(jù)杠桿原理制造的。那杠桿是怎么一回事呢?今天大家就共同來探究杠桿(板書:探究杠桿)。首先,我們來認識什么是杠桿?(板書:
一、什么是杠桿)。
二、杠桿的五要素的學(xué)習(xí)
最簡單的杠桿就是撬石頭時用的撬棒。還有我們小時侯玩的蹺蹺板也是杠桿?;钊匠樗畽C的手柄工作時也是杠桿。生活中應(yīng)用杠桿原理的機械有很多:
那么,應(yīng)用杠桿原理的機械都有什么共同點? 學(xué)生分組討論,請組員回答:
①都是硬棒。(軟的不行,直的彎的都可以)
②工作過程中都在轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動過程中有一點是不動的。
③除固定不動的點外,還要受到兩個力的作用,一個能使它轉(zhuǎn)動,另一個阻礙它轉(zhuǎn)動。
出示動畫場景,針對撬石頭時用的撬棒得出杠桿關(guān)鍵概念: 在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿;得出:支點、動力、阻力的概念(板書出具體內(nèi)容)。
1.杠桿——一根硬棒、在力的作用下如果能繞著固定點轉(zhuǎn)動,這根硬棒就叫杠桿。(板書)
杠桿的共同點(以撬石頭為例)
(1)繞著固定點轉(zhuǎn)動。固定點——杠桿的支點(2)受到力的作用。動力和阻力 支點O——杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點 動力阻力
——使杠桿轉(zhuǎn)動的力
——阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力(板書)
回頭再分析剛才動畫場景中各機械的支點和力臂(學(xué)生分組討論后選代表回答):
展示一組圖片,思考這些工具在工作過程中,是否是杠桿?若為杠桿,確定支點的位置、動力、阻力作用點和方向。
2.關(guān)于力臂的教學(xué):
教師:動力的作用效果不是由支點到動力作用點間的長度決定,而是由支點到動力作用線間的距離決定。我們把從支點到動力作用線間的距離叫做動力臂。從支點到阻力作用線間的距離叫做阻力臂。出示動畫實例:
動力臂阻力臂(板書)
——從支點到動力作用線的距離 ——從支點到阻力作用線的距離
因此,描述杠桿需要五個要素——支點O、動力總稱為杠桿的五要素。
下面請同學(xué)們畫出圖中杠桿的動力臂意圖和力臂的畫法)。和阻力臂
、阻力、動力臂、阻力臂,——撬棒、抽水機(介紹杠桿示
什么是杠桿我們已經(jīng)比較清楚了,利用杠桿為什么能用小的力產(chǎn)生大的力呢?我們知道人們通常是在杠桿平衡或非常接近平衡的情況下使用杠桿的。下面我們請同學(xué)們通過做實驗來研究杠桿的平衡條件。
三、杠桿的平衡條件(板書)
提問:支點與力的作用點間距離的遠近一定會給力的作用效果帶來影響嗎?那么動力和阻力之間的關(guān)系又是怎樣的呢?下面我們就來進行實驗,分析他們之間的關(guān)系。
活動探究:實驗裝置如圖
(邊說邊演示)這里有一杠桿,中間十字交會點就是杠桿的支點O,O點左、右邊每隔10厘米有1條虛線將杠桿等分?,F(xiàn)在取5個等質(zhì)量的鉤碼,將其中2個掛在杠桿左端第三格上,作為杠桿的阻力
。剩下的3個作為杠桿的動力
,若使杠桿平衡,這三個鉤碼
剛好掛在右端第2個格上。改變阻力臂和阻力的大小,繼續(xù)實驗,分析杠桿的平衡條件,將實驗結(jié)果填在表格內(nèi):
動力×動力臂=阻力×阻力臂
(板書)
用比例式表示力的幾分之一。,它的含義是:如果動力臂是阻力臂的幾倍,那么動力就是阻
(板書)
這個平衡條件也就是阿基米德發(fā)現(xiàn)的杠桿原理。
四、總結(jié)
薦初二物理《浮力》教學(xué)案例(5000薦薦初初二中物物理
教理
案教
學(xué)
案物
態(tài)例
變
字)
化
薦初中物理教學(xué)設(shè)計和反思(3000字)薦初中物理教學(xué)案例《密度》(800字)
第五篇:八年級下冊物理杠桿知識點總結(jié)——教案
杠桿
一、知識概述
1、在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒稱之為杠桿;
2、杠桿有五個要素:支點(O)、動力(F1)、阻力(F2)、動力臂(l1)、阻力臂(l2);
3、杠桿的平衡條件是:F1l1=F2l2;
4、杠桿應(yīng)用時可分為三類:省力杠桿(l1>l2);費力杠桿(l1 5、天平是等臂杠桿,桿秤和案秤都是根據(jù)杠桿平衡的原理制成的。 二、重點知識歸納 三、難點知識剖析 1、杠桿及杠桿的要素 一根硬棒(可以是直的,也可以是任意形狀的)能成為杠桿,不僅要有力的作用,而且必須能繞某固定點轉(zhuǎn)動。缺少任何一個條件,硬棒就不能成為杠桿。例如:汽水扳子在沒有使用時就不能稱為杠桿。因此,一根硬棒成為杠桿時,必須具備以下要素: ①支點:能繞其轉(zhuǎn)動的固定點。用同一根硬棒作杠桿時,使用中方法不同,支點位置也會不一樣。如撬石塊的過程中支點可在棒的一端[圖1(A)]也可在棒的中間[圖1(B)]。 ②動力和阻力:動力使杠桿轉(zhuǎn)動,阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動。動力和阻力的區(qū)分是根據(jù)實際情況或人為因素決定的。例如:剪刀剪布時,需要使刀口合攏,手作用于剪刀的力就是動力;布的作用是阻礙剪刀口合攏,布對剪刀口的作用力是阻力。必須注意,不論動力或阻力,杠桿都是受力體。作用于杠桿的物體都是施力體。 ③力臂:支點到力作用線的距離,即支點到力作用線的垂線段長。所謂力作用線是指沿著力方向上可向兩端延伸的一條直線。表示力臂的線段可以在杠桿上,[圖2(A)],也可以在杠桿外[圖2(B)、(C)]。如果力的作用線通過支點,則力臂長為零。所以有力臂時一定有力,有力卻不一定就有力臂。 2、畫杠桿示意圖的三個要點 ①找出支點。 ②畫好動力作用線及阻力作用線。畫的時候要判斷清楚力的方向。如:鍘刀鍘草時,刀口向下受到草的阻礙,因此阻力是向上的。 ③正確畫出力臂。要注意的是,不能認為支點到力作用點的距離就是力臂。 3、杠桿平衡條件 杠桿處于靜止狀態(tài)或繞支點勻速轉(zhuǎn)動時,都叫杠桿平衡。一般情況下,從靜止狀態(tài)去分析杠桿平衡條件。實驗證明,杠桿平衡條件是: 動力乘動力臂等于阻力乘阻力臂。 公式表示為:F1l1=F2l2。 可見,力和力臂的大小成反比,即力臂越長,力就越小。 4、杠桿的應(yīng)用 ①省力和省距離不能兼顧 杠桿平衡條件說明:當動力臂大于阻力臂時,動力小于阻力是省力杠桿但費距離;當動力臂小于阻力臂時,動力大于阻力是費力杠桿但省距離;當動力臂等于阻力臂時,動力等于阻力,不省力也不費力,不省距離也不費距離。必須明確,根據(jù)杠桿平衡條件,即省力又省距離的杠桿是違反力學(xué)原理的,是不存在的。 ②各類杠桿的選擇 選擇的原則是按人力允許的條件,從有利于生產(chǎn)出發(fā)。例如:釣魚竿使用時,要求能迅速將魚提離水面,因此釣魚竿是費力省距離的杠桿;汽水瓶扳手使用時,遇到阻力較大,必需使用省力費距離的杠桿。天平就是利用等臂杠桿兩邊力大小相等的原理,由砝碼數(shù)直接得出物體質(zhì)量數(shù)?!翱梢?,選擇何種杠桿都是根據(jù)實際需要來決定的,千萬不要誤認為使用機械都是為了省力。 5、使用杠桿時最小動力的確定 使用杠桿時,杠桿處于平衡狀態(tài)時必須滿足F1l1=F2l2,即,也就是說,在阻力和阻力臂一定的情況下,欲使動力最小,就必須使動力臂最大。一般說來,支點到動力作用點的連線就是最長的力臂,沿著垂直于此連線的方向所作的動力便是最小的動力。下圖所示的是釘錘拔釘子時施加在手柄上的最小動力及滾動圓木時所作用的最小動力。 圖3 6、如何判定使用的杠桿屬于哪類杠桿? 方法1:畫出杠桿的示意圖,標出支點、動力、阻力.畫出動力臂和阻力臂,然后通過比較動力臂和阻力臂的相對大小來確定. 例 1、用羊角錘拔釘子,羊角錘可以看成一個杠桿,如圖4甲所示.如果人在柄上A點用力,力的方向與錘柄垂直,說明它是省力杠桿還是費力杠桿. 圖4 解析: 畫出杠桿示意圖,把杠桿的五要素都標出來.具體的作法是: 先要辨認杠桿.弄清物體的哪一部分是杠桿,用粗線條把杠桿的形狀、輪廓表示出來.羊角錘拔釘子時,杠桿輪廓見圖乙;在圖乙上確定支點O、動力F1和阻力F2、動力臂L1和阻力臂L2.從圖上可以看出L1>L2,故羊角錘是省力杠桿. 方法2:根據(jù)杠桿工作的效果來判定它是哪一類杠桿. 例 2、正常使用下列工具時,哪些屬于省力杠桿?哪些屬于費力杠桿? ①剪鐵皮的剪刀;②鑷子;③理發(fā)用的剪刀;④釣魚竿;⑤扳手;⑥開瓶蓋的起子. 解析: 人們在使用①⑤⑥這些工具時,能用較小的動力克服很大的阻力,因而它們屬于省力杠桿;而在使用②③④這些工具時,杠桿受到的阻力較小,因而把它們設(shè)計成費力杠桿,以便省距離(動力的作用點移動較小的距離時,阻力的作用點移動較大的距離)例 3、如圖5所示,在B點懸掛重物G,在C點用彈簧測力計勾住,使杠桿AB在水平方向平衡.若彈簧測力計的示數(shù)為3G,則AB∶BC=_____. 圖5 解析: 由圖可知杠桿的支點在左端A點,杠桿受物體向下拉力F1、彈簧測力計拉力F2,此二力均與杠桿垂直,則F1、F2的力臂分別為AB、AC.將上述分析結(jié)果代入杠桿平衡條件,得出F1·AB=F2·AC. 又因F1=G,F(xiàn)2=3G,所以AC=故AB∶BC=3∶2. AB.而AC+CB=AB,則CB=AB,例 4、如圖6所示,輕質(zhì)杠桿AOB,左邊掛重物G1,右邊掛重物G2,支點是O,且AO<BO,此時杠桿平衡在水平位置.若在G1和G2下分別再加掛重為G的重物,此時杠桿() 圖6 A.仍然平衡在水平位置 B.不再平衡,A端下降 C.不再平衡,B端下降 D.由于G1和G2的大小未知,無法判斷其是否平衡 解析: 決定杠桿平衡的因素是力和力臂的乘積.現(xiàn)杠桿平衡,則有F1·OA=F2·OB.當杠桿的兩邊各加掛重物G時,使杠桿順時針轉(zhuǎn)動的力和力臂的乘積為OB·F2′=OB·(G2+G)=OB·G2+OB·G;使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動的力和力臂的乘積為OA·F1′=OA·(G1+G)=OA·G1+OA·G.比較上述兩式,由于OA<OB,所以O(shè)A·G<OB·G,即OB·G2+OB·G>OA·G1+OA·G,杠桿不再平衡,B端下降.應(yīng)選C. 例 5、甲、乙兩同學(xué)同樣身高.用一條長1.5 m的扁擔抬一筐重600 N的重物.將筐系在距甲端0.6 m的地方.不計扁擔和繩重,求甲、乙兩人各用多大的力才能把筐抬起來? 圖11 解析: 以扁擔為研究對象,分析受力情況如圖11:筐對扁擔的拉力G;甲、乙兩人對扁擔的支持力F甲和F乙.這三個力都與杠桿垂直.支點選在哪里為好? 若選B為支點:則G的力臂為0,F(xiàn)甲的力臂是AB,F(xiàn)乙的力臂是BC.利用杠桿平衡條件得:F甲×AB=F乙×BC,其中AB=0.6 m,BC=(1.5-0.6)m,但F甲和F乙都是未知數(shù).所以無法解出答案. 若選A為支點:則F甲的力臂為0,G的力臂為AB,F(xiàn)乙的力臂為AC.則F乙·AC=G·AB,其中G=600 N,AB=0.6 m,AC=1.5 m,所以F乙=G×=600 N×=240 N.若選C為支點:則F乙的力臂為0,G的力臂為BC,F(xiàn)甲的力臂為AC.則有FAC=G·BC,其中G= 600 N,BC=(1.5 m-0.6 m)=0.9 m,AC=1.5 m,所以,F(xiàn)甲· 甲 =G×=600 N×=360 N.