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第十一章　簡單機械
第一節(jié)　探究：杠桿的
平衡條件
預(yù)習(xí)清單
1.在力的作用下能繞著_______轉(zhuǎn)動的硬棒稱為杠桿。杠桿的五要素是______、______、_______、_______、_______。
2.杠桿的平衡條件為：_______________________________
_______________。
3.生活中的杠桿可分為三類，分別是_________、________、_________。
固定點
（F1l1=F2l2）
動力×動力臂=阻力×阻力臂
支點
省力杠桿
動力
阻力
動力臂
阻力臂
費力杠桿
等臂杠桿
導(dǎo)入新課
如圖所示是我們的祖先在建造宮殿時的情景。你知道他們利用木棒搬動巨大木料的原理是什么嗎？
任務(wù)一：認識杠桿
這些日常生活中使用的工具在使用時，有什么共同特點？
它們的共同特征是：受到力的作用、能繞某一點轉(zhuǎn)動。
杠桿——在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒就稱為杠桿。
任務(wù)一：認識杠桿
杠桿的五要素：
①支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點O。
②動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1。
③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F2。
④動力臂：從支點到動力作用線的距離l1。
⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離l2。
任務(wù)一：認識杠桿
力臂的畫法：
任務(wù)二：探究杠桿的平衡條件
實驗器材：杠桿、鐵架臺、鉤碼等。
實驗設(shè)計：通過改變支點兩側(cè)懸掛的鉤碼個數(shù)和懸掛位置，探究杠桿平衡時動力和動力臂，阻力和阻力臂之間的關(guān)系。
任務(wù)二：探究杠桿的平衡條件
實驗步驟：
（1）把杠桿安裝在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。
（2）在杠桿支點兩側(cè)掛不同個數(shù)的鉤碼，把支點右邊的鉤碼對杠桿的作用力當(dāng)作動力F1，支點左邊的鉤碼對杠桿的作用力當(dāng)作阻力F2。調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡，將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2的實驗數(shù)據(jù)填入表中。
任務(wù)二：探究杠桿的平衡條件
實驗步驟：
（3）改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動力和動力臂的大小,使杠桿在水平位置重新平衡，再做幾次實驗。
（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達到平衡。
任務(wù)二：探究杠桿的平衡條件
將動力F1、阻力F2、動力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中。
實驗結(jié)論：
杠桿的平衡條件為：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。
任務(wù)二：探究杠桿的平衡條件
思考：
（1）杠桿在水平位置靜止的目的是什么？
①使杠桿的重心在支點，以消除杠桿自身重力對實驗的影響。
②便于直接讀出力臂。
（2）多次測量獲得多組實驗數(shù)據(jù)的目的是什么？
避免偶然性，獲得普遍性的結(jié)論。
（3）在實驗前要調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿水平平衡。掛鉤碼后，還能再調(diào)節(jié)平衡螺母嗎？
掛鉤碼以后，不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。
任務(wù)二：探究杠桿的平衡條件
思考：
（4）由下表中的數(shù)據(jù)可以得出杠桿的平衡條件為“動力+動力臂=阻力+阻力臂”。這個結(jié)論正確嗎？ 為什么？
這個結(jié)論是錯誤的。錯誤原因：①力和力臂的單位不同，是不同的物理量，數(shù)據(jù)不能相加減。②只測一組數(shù)據(jù)，實驗次數(shù)太少，具有偶然性，不能得出普遍適用的規(guī)律。
任務(wù)三：杠桿的應(yīng)用
利用撬棒撬石頭和利用食品夾夾食物時是省力還是費力？
任務(wù)三：杠桿的應(yīng)用
人的動力為F1，動力臂為l1，阻力為F2，阻力臂為l2。
根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1=F2l2。
1.省力杠桿
（1）若l1>l2，則F1任務(wù)三：杠桿的應(yīng)用
（2）生活中的一些省力杠桿。
任務(wù)三：杠桿的應(yīng)用
人的動力為F1，動力臂為l1，阻力為F2，阻力臂為l2。
根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1=F2l2。
2.費力杠桿
（1）若l1＜l2，則F1＞F2，為費力杠桿。
任務(wù)三：杠桿的應(yīng)用
（2）生活中的一些費力杠桿。
任務(wù)三：杠桿的應(yīng)用
人的動力為F1，動力臂為l1，阻力為F2，阻力臂為l2。
根據(jù)杠桿的平衡條件：F1l1=F2l2。
3.等臂杠桿
（1）若l1＝l2，則F1=F2，為等臂力杠桿。
任務(wù)三：杠桿的應(yīng)用
（2）生活中的一些等臂杠桿。
核心總結(jié)
課堂評價
1.如圖所示，O點為杠桿支點，在杠桿右端施加力F，某同學(xué) （ ）
A
課堂評價
2.如圖甲所示，杠桿保持靜止，O 為支點，請畫出動力F1的力臂L1和阻力F2的示意圖。如圖乙所示，請在圖中畫出力F1的力臂l及杠桿所受阻力F2的示意圖。
課堂評價
3.下列工具正常使用時，屬于費力杠桿的是 （ ）
A B C D
C
課堂評價
4.如圖甲所示是生活中常用的夾子，拇指對夾子施加壓力F1使夾子緩慢張開，夾子上的鋼絲對夾子的彈力為F2，則F1_____（選填“＞”“=”或“＜”）F2，此時夾子是______（選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿；如圖乙所示，用夾子夾住木塊，夾子上A 點受到木塊的作用力F3的方向________（選填“向下”或“向上”）。
＜
省力
向上
謝謝！

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