沪科版八年级物理10.1科学探究：杠杆的平衡条件.pptVIP

第10章 机械与人 第1节 科学探究：杠杆的平衡条件 你认识下面的工具吗？ 认识下面的工具吗？ 大型机床 1.杠杆的定义. 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆. 2.杠杆的五要素. （1）支点：杠杆可以绕其转动的点，图中的O点． （2）动力：使杠杆转动的力，图中的F，有时也用符号F1（或F动表示）． （3）阻力：阻碍杠杆转动的力，图中的G，常用F2表示（或F阻表示）. （4）动力臂：从支点到动力作用线的距离（常用l1表示）. （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（常用l2表示）. 3.画杠杆力臂的基本方法. （1）找出支点. （2）沿力的方向画出力的作用线（虚线）. （3）从支点作力的作用线的垂线，支点到垂足的距离即为力臂. 注意事项： 1.动力和阻力是没有严格界限的，但不论是动力还是阻力，杠杆都是受力物体. 2.力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，而不是支点到力的作用点的距离. 3.力臂有时恰在杠杆上，有时不在杠杆上. 如果力的作用线恰好通过支点，则力的力臂为零，若施加的力的力臂为零，则该力对杠杆没有转动效果. 杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动都叫做杠杆平衡. 杠杆不论在什么位置静止，都可以称为平衡状态. 杠杆缓慢转动、将要转动，也属于杠杆平衡状态. 杠杆处于平衡状态时，有什么特点呢？ 探究杠杆的平衡条件： 设计与进行实验： 实验器材：杠杆、铁架台、钩码等. 实验步骤： （1）调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡. （2）在杠杆的两边分别挂上数目不等的两串钩码，通过移动钩码悬挂的位置，使杠杆在水平位置重新平衡. （3）测量并记录此时杠杆的动力（F1）、动力臂（l1）、阻力（F2）、阻力臂（l2）. （4）改变动力和阻力的大小，重复上述步骤，将实验数据记录在表格中. 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 3 　 分析表格中的数据，比较F1×l1与F2×l2的大小，得出结论． 　 杠杆的平衡条件是： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或写作F1l1＝F2l2） 　　对于不能确定究竟哪个是动力、哪个是阻力的情况，我们可以根据需要假定，但力与力臂必须对应，不可混淆． 　　思考讨论： 步骤1中为什么调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡？ 杠杆的平衡是指杠杆静止不转动或杠杆匀速转动．杠杆只有在水平位置平衡，从支点到动（阻）力作用线的距离，即力臂的长度，才可从杠杆上的刻度值直接读出． 　　步骤2中为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡？ 在杠杆两边挂上不同数量的钩码，则杠杆在水平位置重新平衡时可使支点到动（阻）力作用线的距离不同（钩码位置），便于实验研究． 注意事项： 判断杠杆是否平衡不能只比较F1 和F2的大小，也不能只比较l1和 l2的大小，必须比较F1·l1与F2·l2的大小，若它们乘积相等，则杠杆平衡；哪一边的乘积大，杠杆就向那一边倾斜． 根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，将公式做简单的分析，可以得到三种类型的杠杆． （1）省力杠杆：当l1＞l2时，F1＜F2，即动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，这种杠杆叫省力杠杆. 例如，铡刀、起子、指甲刀等，它们虽然省力，但是费距离. （2）费力杠杆：当l1＜l2时，F1＞F2，即动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，这种杠杆叫费力杠杆. 例如，筷子、镊子、钓鱼竿等，它们虽然费力，但是省距离. （3）等臂杠杆：当l1＝l2时，F1＝F2，即动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力，这种杠杆叫等臂杠杆. 例如，天平、定滑轮等，它们既不省力，也不省距离.