科學探究：杠桿的平衡條件“給我一個支點，我能翹起整個地球”投石機舂桔槔古代的杠桿扳手裁紙機踩踏式垃圾桶生活中的杠桿舉重踮腳俯臥撐人體杠桿仔細觀察上面的杠桿，試總結(jié)它們在使用時有什么共同特點？什么是杠桿？杠桿：在力的作用下，能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒就稱為杠桿。杠桿的定義硬到不發(fā)生形變（或?qū)嶋H使用過程中形變對研究問題的影響可以忽略不計）“硬棒”有多硬？根據(jù)實際用途，杠桿的外形可以是多種多樣的不是，“硬棒”甚至不一定是棒，這里的“硬棒”泛指一切有一定長度的剛體“硬棒”必須是直的嗎？試找出下列杠桿中的固定點試找出下列杠桿中的固定點試找出下列杠桿中的固定點支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(O)動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力(F1)阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力(F2)動力臂：支點到動力作用線的距離(L1)阻力臂：支點到阻力作用線的距離(L2)F1F2L2OL1注：①支點、動力和阻力的力的作用點一定在杠桿上②力臂不一定在杠桿上力的作用線力的作用線杠桿五要素力臂的畫法：①找支點②畫力的作用線③由點到線畫垂線④標垂足，標力臂L1F1畫力臂練習F1F1畫力臂練習F1F1畫力臂練習F1F1畫力臂練習稱重時應怎樣使桿秤保持平衡？不斷調(diào)節(jié)秤砣位置，使桿平衡如果增加物品的質(zhì)量，秤砣應該往哪移？往右秤砣往右移動改變了哪一因素？力臂猜想一下杠桿平衡的條件是什么呢？思考：桿秤的平衡條件提出問題：力和力臂的大小對杠桿平衡有什么影響？猜想假設(shè)：

杠桿的平衡條件1、實驗前如何調(diào)節(jié)杠桿的平衡？2、實驗中如何方便地改變動力和阻力的大?。拷o杠桿增加平衡螺母用鉤碼和彈簧測力計制定計劃與設(shè)計實驗3、實驗中如何快速測得動（阻）力臂？使杠桿水平平衡，這樣力臂就會落在杠桿上，然后在杠桿上均勻標記刻度。制定計劃與設(shè)計實驗什么是杠桿平衡？當杠桿在動力和阻力的作用下，處于水平靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，我們就說杠桿平衡了帶有刻度的杠桿平衡螺母平衡螺母杠桿平衡條件思考：使杠桿水平平衡的原因？實驗器材：杠桿、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺測量的物理量：力的大小、力臂的長短實驗步驟：1、調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡。進行實驗與搜集數(shù)據(jù)①使力臂在杠桿上便于測量。②消除杠桿重力對實驗的影響。實驗步驟：2、杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿水平平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。3、改變阻力和阻力臂的大小，相應調(diào)節(jié)動力和動力臂的大小，再做幾次實驗。進行實驗與搜集數(shù)據(jù)實驗步驟：4、在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力，通過在其他位置上用彈簧測力計拉住杠桿的辦法使杠桿平衡。將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。若測力計斜拉，則示數(shù)如何變化？示數(shù)變大。進行實驗與搜集數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)：實驗中多次測量的目的是什么？尋找杠桿平衡的普遍性規(guī)律，避免結(jié)論的偶然性。進行實驗與搜集數(shù)據(jù)我們的哪個猜想符合實驗結(jié)果呢？猜想4符合實驗結(jié)果：分析與論證由實驗可以得到杠桿平衡條件（阿基米德杠桿原理）：動力X動力臂＝阻力X阻力臂結(jié)論：當杠桿平衡時，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。注意：杠桿勻速轉(zhuǎn)動時，也屬于杠桿平衡。分析與論證【例】杠桿在動力和阻力的作用下已處于平衡狀態(tài)，采用下列方法不能使杠桿繼續(xù)平衡的是（）A、對杠桿再施加一個過支點的力B、對杠桿再施加一個力，力的作用點在杠桿的中心C、使動力和阻力同時增大為原來的2倍D、使動力臂和阻力臂同時減小為原來的一半B隨堂例題【例】以下為“探究杠桿平衡條件”實驗：（1）如圖甲，在已經(jīng)調(diào)好的杠桿左端A處掛4個鉤碼，要使杠桿仍在水平位置平衡，應在杠桿右邊離支點4格的B處掛______個相同的鉤碼。（2）如圖乙，在杠桿左邊離支點4格的C處，用彈簧測力計與水平方向成30度角斜向上拉，也可使杠桿在水平位置平衡，則彈簧測力計示數(shù)為______N（每個鉤碼的質(zhì)量為50g）。圖甲圖乙隨堂例題【例】如圖所示，輕質(zhì)木桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動，AB=1m，OB=0.25m，A端細線下掛300N的重物靜止在水平地面上，若使木桿保持水平位置，且重物對水平地面的壓力為零，則在B點要用______N的力豎直下拉。隨堂例題【例】如圖，扁擔長2m，兩端物體的質(zhì)量分別為50kg和30kg。若不考慮扁擔的重力，人的肩頭應在什么位置扁擔才能平衡？隨堂例題仔細觀察這些杠桿，看看它們各自的動力臂和阻力臂有什么關(guān)系？我們身邊有很多形式的杠桿省力杠桿通過畫力臂可知，用羊角錘拔釘子時，動力臂大于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力比阻力小。省力杠桿：動力臂大于阻力臂；動力小于阻力特點：省力，但是費距離我們在使用省力杠桿時，得到了省力的利益，同時付出了移動更遠距離的代價。省力杠桿費力杠桿費力杠桿：動力臂小于阻力臂；動力大于阻力特點：省距離，但是費力使用鑷子時，動力臂小于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力比阻力大費力杠桿雖然費力，卻省了動力端移動的距離。費力杠桿等臂杠桿等臂杠桿：動力臂等于阻力臂；動力等于阻力特點：不省力，也不省距離托盤天平物理天平等臂杠桿省力杠桿費力杠桿等臂杠桿概念動力臂大于阻力臂的杠桿動力臂小于阻力臂的杠桿動力臂等于阻力臂的杠桿特點省力，但費距離費力，但省距離既不省力，也不省距離實例羊角錘、撬棒、鍘刀、剪鐵的剪子釣魚竿、鑷子、船槳、起重機的吊臂天平、定滑輪等三類杠桿對比【例】下列工具在正常使用中，屬于費力杠桿的是（

）BA、啟瓶器B、切紙鍘刀C、食品夾D、羊角錘C隨堂例題【例】如圖所示，先后沿力F1、F2、F3的方向用力，使杠桿平衡，關(guān)于三個力的大小，下列說法正確的是（）A、沿F1方向的力最小B、沿F2方向的力最小C、沿F3方向的力最小D、三個力的大小相等B隨堂例題【例】如圖所示杠桿，在右端施一個始終與杠桿垂直的力F，當杠桿由如圖實線位置勻速轉(zhuǎn)動到水平位置時，F(xiàn)大小的變化情況是（

）A、大小不變B、由小變大；C、先變大后變小D、先變小后變大F隨堂例題【例】如圖所示杠桿，在右端施一個始終豎直向上的恒力F，當杠桿由如圖實線位置勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置時，F(xiàn)大小的變化情況是（

）A、大小不變B、由小變大；C、先變大后變小D、先變小后變大F隨堂例題【例】如圖，人的前臂可視為杠桿，此時彎曲肘將小球向上舉起，下列說法中正確的是（

）A、前臂是省力杠桿，阻力臂變大B、前臂是省力杠桿，阻力臂變小C、前臂是費力杠桿，阻力臂變大D、前臂是費力杠桿，阻力臂變小隨堂例題杠桿平衡狀態(tài)：平衡條件：靜止狀態(tài)、勻速轉(zhuǎn)動F1l1＝F