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3.4 簡單機械（第二課時）
如果是大人和小孩能一起玩蹺蹺板嗎？
　此時的蹺蹺板處于什么狀態(tài)？
什么是物體的平衡狀態(tài)？什么是杠桿平衡？
想一想：
杠桿在動力和阻力的作用下，保持靜止?fàn)顟B(tài)，或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，我們就說杠桿處于平衡。
一、杠桿平衡
1. 提出問題：
杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系？
2. 猜想與假設(shè)：
假設(shè)一：
假設(shè)二：
假設(shè)三：
假設(shè)四：
F1 + l1 = F2 + l2
F1 – l1 = F2 – l2
F1 / F2 = l1 / l2
F1 · l1 = F2 · l2
探究杠桿平衡的條件
杠桿平衡需要滿足什么樣條件呢？
×
×
3. 設(shè)計實驗方案：
（1）我們?nèi)「軛U的哪一種平衡狀態(tài)？
（2）用什么作動力和阻力？如何測動力臂和阻力臂？
如圖所示，用一根帶有刻度的均質(zhì)木尺作為杠桿，用鉤碼的拉力來代替人的作用力，進行實驗研究。
F1
F2
O
靜止?fàn)顟B(tài)
（3）研究杠桿平衡時，下列哪一種方案好？
要求杠桿靜止時在水平位置，可以便于直接在杠桿上讀出力臂的數(shù)值。
F1
F2
O
l2
l1
F1
F2
l2
l1
傾斜狀態(tài)時力臂比杠桿上的刻度小，而且要用刻度尺測量，不方便。
（2）在杠桿的兩端分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，并左右移動鉤碼懸掛的位置，直到杠桿再次在水平位置處于平衡狀態(tài)。這時杠桿兩端受到的作用力分別等于各自鉤碼的重力。（左邊記作動力F1，右邊記作阻力F2）。將動力和阻力填入表內(nèi)。
（3）讀出動力臂l1、阻力臂l2，并填入表內(nèi)。
（4）改變力和力臂的數(shù)值，重復(fù)上述實驗，共做3次。把有關(guān)數(shù)據(jù)填入表內(nèi)。
圖3-39 研究杠桿平衡
l1 l2
F1
F2
4. 進行實驗：
（1）把杠桿的中央支在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。
實驗數(shù)據(jù)表格
5. 分析與論證：
分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論：______________________________________________________________。
次數(shù) 動力F1/N 動力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
…
實驗數(shù)據(jù)表格
5. 分析與論證：
分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論：______________________________________________________________。
次數(shù) 動力F1/N 動力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 0.5 0.1 1 0.05
2 1 0.1 1 0.1
3 1 0.15 1.5 0.1
…
X
X
X
X
X
X
=
=
=
動力×動力臂 = 阻力×阻力臂
F1 l1 = F2 l2
杠桿平衡的條件：
動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂。
F1 × l1 = F2 × l2
變形
F1
l1
F2
l2
=
或
F1
l1
×F2
l2
=
若
l1
l2
=
n
則
F1
=
動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。
阿基米德曾說過這樣一句話：“給我一個支點和一根足夠長的棍，我就能撬動地球。”
× F2
1
n
如圖，杠桿已平衡
2. 將兩端鉤碼向支點移同樣的距離，杠桿平衡嗎？
力的大小；
力臂的大小；
力與力臂的乘積。
杠桿平衡決定因素：
杠桿平衡的條件：
F1 × l1 = F2 × l2
不平衡
不平衡
1. 若兩端去掉相同質(zhì)量的鉤碼，杠桿平衡嗎？
F1
F2
F3
L3
L1
L2
阻力和阻力臂不變
最長
最小
將彈簧測力計向哪個方向拉，更省力？為什么？
F1 × l1 = F2 × l2
觀察下圖中所示的杠桿，比較它們的動力臂l1、阻力臂l2、動力F1、阻力F2 的大小，你能得出什么結(jié)論？
觀察下圖中所示的杠桿，比較它們的動力臂l1、阻力臂l2、動力F1、阻力F2 的大小，你能得出什么結(jié)論？
F1
F2
l1
l2
O
∵l1 = l2
∴F1 = F2
O
F1
l1
l2
F2
∵l1 〈 l2
∴F1 〉 F2
O
F1
F2
l1
l2
∵l1 〈 l2
∴F1 〉 F2
O
F1
F2
l1
l2
∵l1 〉l2
∴F1〈 F2
等臂杠桿
費力杠桿
費力杠桿
省力杠桿
杠桿的類型
杠桿類型 杠桿特點 杠桿優(yōu)點 杠桿缺點 應(yīng) 用
省力杠桿
費力杠桿
等臂杠桿
l1>l2
F1(動力<阻力)
l1F1>F2
(動力>阻力)
l1=l2
F1=F2
(動力=阻力)
省力
費距離
省距離
費力
既不省力也不省距離
1.如何正確地判斷出杠桿是省力的或費力或等臂杠桿？
畫杠桿示意圖，畫出力臂，比較l1與l2大小
2.你能舉出一些生活和生產(chǎn)中省力、費力和等臂杠桿的實例嗎？
費力杠桿
費力杠桿
費力杠桿
省力杠桿
省力杠桿
如所示，賽艇上的槳屬于哪類杠桿？
杠桿平衡
實驗前平衡調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)平衡螺母
平衡狀態(tài)：靜止或勻速轉(zhuǎn)動
平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂（F1l1=F2l2）
實驗中水平位置平衡
第3節(jié) 簡單機械（第二課時）
杠桿類型
省力杠桿：l1 ＞l2
等臂杠桿：l1 = l2
費力杠桿：l1 ＜ l2

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