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1、華樂思在線教學(xué)直播課堂馬 上 開 始請 同 學(xué) 們 準(zhǔn) 備 好 筆 和 紙 ， 認(rèn) 真 聽 講 杠 桿 平 衡 條 件 的 應(yīng) 用 主 講 ： 王 邦 平北京首師大附中退休物理教師。曾任海淀區(qū)學(xué)科帶頭人、兼職教研員。新課程初中物理 （北師大版）教材編委?，F(xiàn)任首都師范大學(xué)物理系客座教授，物理系碩士生導(dǎo)師。 杠桿平衡條件的應(yīng)用 杠桿平衡條件的應(yīng)用 目 錄一.杠桿二. 杠桿平衡三.杠桿平衡的條件四.杠桿平衡條件的應(yīng)用五.小結(jié) 一.杠桿 1.杠桿是什么？ 定義：在力的作用下，能夠繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿。杠桿 F2 F1O 數(shù)數(shù)手掌有多少個杠桿 2.杠桿的幾個要素棒（1）不考慮質(zhì)量 G（2）不產(chǎn)生形
2、變（3）可直可曲 （1）支點點 （2）動力作用點（3）阻力作用點OAB (1) 動力 力(2 ) 阻力F1F2 (1)動力作用線 線(2) 阻力作用線(3) 動力臂(4) 阻力臂L1L2l1 l2 杠桿和普通棒的區(qū)別是：（1） 質(zhì)量、形變（2）力：動力、阻力（3）幾何 ：點、線所以說杠桿只是一根特殊的棒（桿）杠桿普通棒 二.杠桿平衡1.運動的平衡 (1)平動的平衡 (2)轉(zhuǎn)動的平衡 平動的靜止轉(zhuǎn)動的靜止繞定點勻速轉(zhuǎn)動勻速直線運動 2.杠桿平衡（2）杠杠處于勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)（1）杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài) 三.杠桿平衡的條件動力動力臂=阻力阻力臂文字F1 l1=F2 l2公式F2 l2 F1O l1 省力杠桿
3、 F1F2 F 1F2l2 l1l1l2 費力杠桿 F1 F2F 1F2l1 l2 l1l2 等臂杠桿 F1F2 l1l2當(dāng)杠桿平衡（靜止/勻速轉(zhuǎn)動）時，根據(jù)杠桿的平衡條件F1 l1=F2 l2 ，可以將杠桿分成三類l1 l2 l1 l2 l1=l2 杠桿的分類省力 等臂 費力 四.桿平衡條件的應(yīng)用(一)應(yīng)用杠桿平衡條件分析和計算問題的一般步驟5. 根據(jù)杠桿平衡條件列關(guān)系式分析求解 F 1 l1=F2 l2準(zhǔn)備工作1.找桿： 2.找支點：O3.找動力、阻力：作用點、方向、大小F阻F動A BL1 L24.作力臂 動動手 1.桿 2.支點O 3.力 F 1 A F2 B4.臂l1 l25.條件F1
4、 l1=F2 l2 加菲貓和杠桿 畫畫圖吧！O BF 2 L1 AF1L2 (二) 、典型例題例1.畫出下圖中，各力對于支點O的力臂。FO FO FO O FO F O F2 F1 AB 例2.如圖所示是腳踩式垃圾箱的示意圖（1）它用到了幾個杠桿？作出這些杠桿的桿，支點，動力，阻力，力臂。 答：兩個杠桿F 2 F1l1l2 F4F3 l4l3 F4F3 l4l3F2 F1l1l2 （2）下列說法錯誤的 有（）A.兩杠桿均為省力杠桿 B.兩杠桿均為費力杠桿 C.ABC為省力杠桿 D.ABC為省力杠桿判斷的依據(jù)：F1 l1=F2 l2 F2F1 l2l1F2 F1l1l2L1L2 省力杠桿l1l2
5、l2l1 （3）你能改裝這個裝置，使它變得更省力么？改裝過后，與原裝置相比，有不足之處么？ 要使動力臂盡量大答案不唯一可動支點或力（作用點、方向）如圖是可能的一種方式 課間休息5分鐘 判斷省力、費力杠桿的方法：根據(jù)杠桿平衡條件（F1 l1=F2 l2）,要判斷一杠桿是否省力,關(guān)鍵在于動力臂和阻力臂的長短關(guān)系。你能說說省力杠桿、費力杠桿的優(yōu)缺點么?l1 l2 省力杠桿l1 l2 省力杠桿l1l2=0 l1不變l2逐漸增大某時刻l1 = l2 等臂杠桿l1l2l1 l2 費力杠桿OF2l1 l1 l2 l1 l2 例4.如圖所示，杠桿的左端懸掛著一個重物，右端用彈簧測力計拉著，使杠桿在水平方向保持
6、平衡，若將彈簧測力計緩慢地沿著圖中虛線自位置1移到位置2，并保持杠桿始終在水平方向平衡，則彈簧測力計地讀數(shù)將怎樣變化？ 初 DO A末 DO AA中 O 例重為G的金屬塊靜止在水平地面上時，對地面的壓強為5.4105 Pa；現(xiàn)將金屬塊用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的A端， B端懸掛重力G的物體，如圖8所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，金屬塊對地面的壓強為1.8105 Pa，已知B端所掛物體的質(zhì)量為4kg，OA：OB3：5。要使金屬塊離開地面，則（g取10N/kg）A. 輕質(zhì)杠桿B端所掛物體的質(zhì)量至少為5kgB. 金屬塊對地面的壓強只需減少3.6105PaC. 只需移動支點的位置，使支點左右兩側(cè)的力臂之比為5：
7、1D. 只需移動支點的位置，使支點左右兩側(cè)的力臂之比為2：5 GOA BG G2 OA BG1重力: G1 G1靜止 T1 = G1細(xì)繩拉力: T1重力: G G靜止N= GN= pS地面支持力: N假設(shè)重物2沒有與杠桿連接 G 1G 地面支持力：（拉 ）= G1地面支持力: N細(xì)繩拉力: T2 杠桿平衡 T2 l2= T1 l 1（G N ）l2= G1 l 1 OA BG1l1l2G 2 l1l2 T1T2 = T2 G靜止 N + T2 = GT2 = G N T2 T = T 假設(shè)重物2與杠桿連接G1 G1靜止 T1 = G1T1OA BG1G 2假設(shè)重物與杠桿連接 因為OA：OB3：
8、5，m2=10kg，設(shè)m1，要使m2離開地面 ，m1至少應(yīng)為6kgA錯 杠桿平衡 T2 l2= T1 l1（G N ）l2= G1 l 1 離開地面的條件N =0（G）l2= G1 l 1 G靜止 N + T2 = GT2 = GN G1靜止 T1 = G1 杠桿平衡 T2 l2= T1 l1T2 = T 2 T = TG2= pSN=pS（ pS -pS）l2= G1 l 1 問題是什么 A. 輕質(zhì)杠桿B端所掛物體的質(zhì)量至少為5kg C. 只需移動支點的位置，使支點左右兩側(cè)的力臂之比為5：1 D. 只需移動支點的位置，使支點左右兩側(cè)的力臂之比為2：5B. 金屬塊對地面的壓強只需減少3.610
9、5Pa B. ?B. 金屬塊對地面的壓強只需減少3.6105Pa（ pS -pS）l2= G1 l 1 C. 錯誤D.正確G2 l2= G1 l1 OA Bl1l2l2 / l1 = G1 / G2=2/5 例. 小東想估測出某種油的密度油，他手邊的測量工具只有刻度尺。小東利用身邊的器材設(shè)計出一個實驗方案。首先找一根直硬棒，用細(xì)線系 在O點另外找一個重物A掛在硬棒右端，調(diào)節(jié)重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡,此時重物掛在硬棒上的位置為E，如圖所示。吊起，硬棒在水平位置平衡，然后將已知密度為的金屬塊B掛在硬棒左端C處， (1)用刻度尺測出OE的長度Lo；(2)把金屬塊B浸沒在油中，把重物A從E處
10、移動到D處時，硬棒再次在水平位置平衡；下面是小東測出油的部分實驗步驟，請你按照小東的實驗思路，將實驗步驟補充完整。 （3） ；（4）利用上述測量出的物理量和題中的已知量計算油的表達(dá)式為： 小東要做什么 ：估測出某種油的密度油小東有什么測量 工具：刻度尺 小東設(shè)計的實驗： 小東 做了什么：(1)用刻度尺測出OE的長度Lo；(2)把金屬塊B浸沒在油中，把重物A從E處移動到D處時，硬棒再次在水平位置平衡； 應(yīng)用杠桿平衡條件分析F 1F2l2 l1 F3 F1l1l2BG F浮G F 浮=F3 （3） ；油=(L0-L1) /L0（4）利用上述測量出的物理量和題中的已知量計算油的表達(dá)式為： 用刻度尺測
11、出OD的長度 L1 L1 (三)杠桿在生活中的應(yīng)用跟著老師畫畫圖吧！ F1F2 L1L2 杠桿與生活 F1F2l1l2杠桿與軍事科技 杠桿與人體第一種杠桿第一種杠桿的工作原理類似蹺蹺板，支點位于力與重量之間。頸后部肌肉使頭后仰的動作是體內(nèi)第一種杠桿的最好實例。顱底的杠桿位于環(huán)枕關(guān)節(jié)的支點上 第二種杠桿第二種杠桿，重量位于力與支點之間。足跟從地面抬起的動作就是這種杠桿的實例。小腿肌是提起體重的力，足的大部分形成杠桿。 第三種杠桿第三種杠桿是體內(nèi)最常見的杠桿。力作用于重量與支點之間的杠桿上。典型的實例是肱二頭肌收縮提供力，屈肘關(guān)節(jié)作為支點，抬起前臂和手（重量）。 杠杠真神奇?。?五、小結(jié) ） A
12、OM B圖5 15圖6是運動員利用器械進(jìn)行舉重訓(xùn)練的示意圖，其中橫桿AB可繞固定點O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，OAOB45，系在橫桿A端的細(xì)繩通過滑輪懸掛著物體M。運動員小強站在水平地面上時對地面的壓強為1.1104Pa，當(dāng)他用力舉起橫桿B端恰好使AB在水平位置平衡時，他對橫桿B端豎直向上的作用力F1為300N，此時他對水平地面的壓強為1.6104Pa。若在物體M下面再加掛物體N，小強需用更大的力舉起橫桿B端，當(dāng)AB在水平位置再次平衡時，他對橫桿B端豎直向上的作用力F 2，他對地面的壓強3.3104Pa，此時細(xì)繩對橫桿A端的拉力為F3。根據(jù)上述條件，下列計算結(jié)果正確的是（g取10N/kg，橫桿AB與繩的質(zhì)量均忽略不計） A物體M的質(zhì)量為375kgB小強的質(zhì)量為65kgCF2的大小為750NDF3的大小為1650NA OM B圖5 F1 O F2l2l1 本節(jié)課到此結(jié)束，請同學(xué)們下節(jié)課準(zhǔn)時學(xué)習(xí)！
初二物理-杠桿平衡條件的應(yīng)用
