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第1課時 杠桿及其平衡條件 學案
知識點1 杠桿的組成
人類很早以前就學會使用杠桿了。麗輝煌的咸陽宮曾蔚然矗立于八百里秦川。司馬遷在《史記》中有關于這座宮殿的描述。下圖就是我們的祖先在建造宮殿時的情景。你能講出其中的道理嗎？
1、________________________________________________________________，叫做杠桿，該硬棒圍繞轉動的點叫支點，用字母________表示，力臂是從________到________________________的距離.
2、使杠桿轉動的力叫________，用字母________表示；阻礙杠桿轉動的力叫________，用字母________表示；從支點到動力作用線的垂直距離叫________，用字母________表示；從支點到阻力作用線的垂直距離叫________，用字母________表示.
注意:
（1）“硬棒” 是指在力的作用不發生形變。
（2）杠桿可以是直的，也可以是彎曲的。
力臂的畫法
（1）確定支點O。先假設杠桿轉動， 則杠桿上相對靜止的點即為支點。
（2）確定動力和阻力的作用線。從動力、阻力作用點沿力的方向分別畫直線或反向延長線，即動力、阻力的作用線。
（3）從支點作動力、阻力作用線的垂線
（4）標垂足，定力臂
判斷下面畫的力臂是否正確，錯誤的指出原因。
錯因：不是作用點到支點的距離 錯因：不是支點到作用線端點的距離
錯因：不是垂足到作用點的距離
1、杠桿七要素：三點(支點、動力作用點、阻力作用點)、兩力(動力、阻力)、兩臂(動力臂、阻力臂).
2、力臂畫法：一找點，二畫線(力的作用線)，三作垂線段.
典例1、如圖，杠桿處于靜止狀態，請畫出力臂l1對應的力F1。
1、請畫出拉力F的力臂。
2、如圖所示，輕質杠桿平衡，請畫出動力F1的力臂l1。
3、如圖所示，重為G的物體放在水平面上，用力F使其翻轉，請畫出物體重力示意圖和力F的力臂。
知識點2 杠桿的平衡條件
1.杠桿的平衡狀態是指杠桿處于________________狀態或________________狀態。
2.杠桿的平衡條件是________________。
實驗探究：杠桿的平衡條件：
實驗器材：__________________________________________.
實驗步驟：
把杠桿支在支架上，調節平衡螺母，使杠桿______________平衡；
思考：怎么調？調到水平平衡的目的是什么？
調節方法：杠桿哪端高，就向哪端調節平衡螺母。
目的：①保證力臂沿杠桿，便于測量；
②消除杠桿自身重力對實驗結果的影響。　
（2）杠桿兩端掛上不同數量的鉤碼，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記錄在表格中。
（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應調節動力和動力臂的大小，再多做幾次實驗。
（4）在杠桿的一側掛上鉤碼作為阻力，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。
實驗次數 動力(N) 動力臂(cm) 動力×動力臂(N·cm) 阻力(N) 阻力臂(cm) 阻力×阻力臂(N·cm)
1
2
3
4
⑥算出四次實驗中動力×動力臂及阻力×阻力臂的數值，比較計算結果，歸納可得：杠桿的平衡條件是_____________________。
在探究杠桿的平衡條件時，要調節平衡螺母，使杠桿在水平方向平衡，這樣便于直接從杠桿上讀出力臂長.
注意：（1）應用公式計算時，單位要統一，即動力和阻力的單位要用牛（N），動力臂和阻力臂的單位要相同。
（2）杠桿是否平衡，取決于力和力臂的乘積；乘積相等就平衡；否則沿著乘積大的那端轉動。
典例2、如圖所示，小勇利用鐵架臺，帶有均勻刻度的杠桿，細線，彈簧測力計，鉤碼若干（每個鉤碼質量相同）等實驗器材，探究杠桿的平衡條件。
（1）實驗前，杠桿靜止在圖甲所示的位置，則此時杠桿處于________（選填“平衡”或“非平衡”）狀態；
（2）為了便于測量________（選填“力”或“力臂”），應使杠桿在水平位置平衡。為此，應將平衡螺母向________（選填“左”或“右”）調節；
（3）將杠桿調成水平位置平衡后，如圖乙所示，在A點掛3個鉤碼，則應在B點掛_______個鉤碼，才能使杠桿在水平位置保持平衡；隨后兩邊各取下一個鉤碼，杠桿_______（選填“左”或“右”）端將下沉；
（4）小勇用彈簧測力計替代鉤碼，在B點豎直向下拉，然后將彈簧測力計繞B點逆時針旋轉一小段至如圖丙所示位置。在旋轉過程中，要使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數將逐漸________（選填“變大”、“變小”或“不變”），原因是________________________；
（5）實驗結果表明，杠桿的平衡條件是：動力________=________阻力臂。
1、如圖所示，在調節平衡后的杠桿兩側，分別掛上相同規格的鉤碼，杠桿處于平衡狀態。如果兩側各去掉一個鉤碼，則（ ）
A．左端下降 B．右端下降 C．仍然平衡 D．無法判斷
2、小華同學做杠桿平衡條件的實驗。
（1）實驗前發現杠桿左端下傾，應將左側的平衡螺母向_________（選填“左”或“右”）調節，使在水平位置平衡。這樣的目的是為了____________________________________；
（2）實驗時，在A點懸掛2個重均為0.5N的鉤碼（如圖所示），在B點用彈簧測力計拉杠桿，使其水平平衡。要使彈簧測力計示數最小，彈簧測力計的拉力應沿_________方向，大小為_________N；
（3）在探究過程中，需要進行多次實驗的目的是____________________________________；
（4）杠桿上每個平衡螺母的質量為m，杠桿的總質量（含兩個平衡螺母）為50g。實驗前，調節杠桿在水平位置平衡的過程中，若只將右端的平衡螺母移動了l，則調節前后杠桿（含兩個平衡螺母）的重心在桿上移動的距離為_________（選填“”“ ”“ ”）。

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