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第十章 机械与人
第一节 科学探究：杠杆的平衡条件
一
学习目标
1.认识杠杆，了解关于杠杆的五要素(支点、动力、阻力、
动力臂、阻力臂)，能求、作力臂。
2.理解杠杆的平衡条件，并会进行相关计算。
3.了解杠杆的分类；能说出杠杆在生活中的应用。
二
重点难点
重点：
杠杆的平衡条件，杠杆的结构。
难点：
力臂的概念及画法，变形杠杆的分析。
三
教学过程
我国古代人们利用简单机械搬动巨大石块建造长城
古代利用桔棒在井上汲水
在现代建筑工地上，人们利用挖土机、起重机、吊车、钳子等工具进行劳动。
请同学们找出它们的共同特点。这节课我们来深入了解这些机械中蕴藏的智慧。
1、认识杠杆
（1）请同学们自主阅读184、185页内容，完成下面问题：
① ，叫做杠杆。
②杠杆绕着转动的点叫 ，用字母 表示，使杠杆转动的力叫 ，用字母 表示；阻碍杠杆转动的力叫 ，用字母 表示;从支点到动力作用线的垂直距离叫 ，用字母 表示;从支点到阻力作用线的垂直距离叫 ，用字母 表示。
（2）小组讨论
杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用，护城河上的吊桥就是其中的一种，请在图中画出吊桥所受的动力、阻力及动力臂和阻力臂（假设吊桥质地均匀）。
在力的作用下可以围绕固定点转动的硬棒
支点
O
动力
F1
阻力
F2
动力臂
阻力臂
l2
l1
跟踪训练
1.如图所示，小华用苹果和橘子来玩跷跷板。她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，轻杆马上转动起来。使轻杆逆时针转动的力是（ ）
A.苹果的重力 B.橘子的重力
C.轻杆对橘子的支持力 D.苹果对轻杆的压力
2.如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是（ ）
A．以B为支点，动力方向向下的杠杆
B．以B为支点，动力方向向上的杠杆
C．以A为支点，动力方向向下的杠杆
D．以A为支点，动力方向向上的杠杆
3.如图是工人经常使用的铁锹，如果把铁锹当作费力杠杆，则支点是 点，动力作用点是 点，阻力作用点是 点。
D
D
C
B
A
2、杠杆的平衡
(1)请自主阅读课本第185、186页内容，完成下面填空：
①杠杆的平衡状态是指杠杆在 和 的作用下处于 状态。
②杠杆的平衡条件是 。
动力
阻力
静止
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
（2）根据课本第186页实验内容，完成下列填空。
实验探究:杠杆的平衡条件
实验器材: 。
实验步骤:
①把杠杆支在支架上，调节平衡螺母，使杠杆 平衡。
②把三个钩码挂在杠杆两侧(左边2个，右边1个)，移动钩码的位置，使杠杆仍在水平位置平衡，把支点左方的钩码对杠杆的作用力(等于钩码受的重力)当作阻力，把支点右方的钩码对杠杆的作用力当作动力，将动力F1、动力臂l1、阻力F2、阻力臂l2的数值填入表中。
③在左方钩码下再增加2个钩码，位置不变，移动右方钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，将实验数据也填入表中。
④在杠杆两侧挂上个数相同的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，将测得的力和力臂填入表中。
⑤把钩码挂在杠杆一侧，用弹簧秤在同侧竖直向上拉住杠杆，使杠杆在水平位置平衡，把钩码拉杠杆的力当作阻力，把弹簧秤的拉力当作动力，将力和力臂的数据填入表中。
杠杆、钩码、支架
在水平方向
⑥算出四次实验中动力×动力臂及阻力×阻力臂的数值，比较计算结果，归纳可得：杠杆的平衡条件是： 。
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
跟踪训练
1.如图所示，把一根均匀的米尺，在中点O支起，
两端各挂四个钩码和两个钩码，恰好使米尺平衡，
按下列方式增减钩码或移动钩码，下列方式仍能
保持米尺平衡的是（ ）
A.原钩码下两边各加一个钩码
B.两边钩码各向外移动一格
C.左边增加一个钩码，右边向外移动一格
D.左右两边的钩码各减少一个
C
3.如图所示，三角支架ABC固定在客厅墙上，已知AB长40cm，AC长30cm，一花瓶正好放置在AB中点处。A处螺钉的能承受的最大水平拉力为30N，为防止因A处螺钉松脱而支架绕C点倾翻，所放置花瓶的重力最大为 N（支架重力不计）。若花瓶的重力较大，放置时应尽量 （选填“靠近”或“远离”）墙壁可确保安全。
2.如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA=0.3m，OB=0.2m，A点处挂一个质量为1.8kg的物体G，B处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，力F的大小为 N．若将物体G挂在B处，在A处竖直向上用力，则需用 N的力才能使杠杆平衡。（取g=10N/kg）
27
12
45
靠近
3、杠杆的运用
(1)自主阅读课本第187、188页内容，完成下面填空：
省力杠杆： 的杠杆；
费力杠杆： 的杠杆；
等臂杠杆： 的杠杆；
钓鱼竿、铡刀、筷子、啤酒瓶起子中属于省力杠杆的是 ；辨别省力、费力、等臂杠杆，你的方法是 。
(2)进行小组讨论
①跷跷板属于上面的哪类杠杆？托盘天平呢？说说你的看法。
②说一说你身边还有哪些杠杆属于省力杠杆，哪些属于费力杠杆？哪些属于等臂杠杆？分析使用各种杠杆的好处。
动力臂大于阻力臂
动力臂小于阻力臂
动力臂等于阻力臂
铡刀、啤酒瓶起子
看动力臂与阻力臂的大小关系
等臂杠杆。
③分析各种杠杆，完成下表：
大于
省
费
小于
费
省
等于
省力
省距离
跟踪训练
1.如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于省力杠杆的是( )
2.“给我一个支点，我就能撬动整个地球．”下列生产和生活中
的杠杆与阿基米徳设想的杠杆属于同一类型的是( )
A．天平 B．筷子 C．钓鱼竿 D．铡刀
B
D
4.如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点是 ；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时婴儿车可视为 杠杆（选填“省力”或“费力”）。
3.如图为脚踩式垃圾桶的示意图，在打开盖子的过程中，是杠杆ABC和杠杆A′ B′C′在起作用，其中B、A′分别为两个杠杆的支点，则杠杆ABC是 杠杆，杠杆A′B′C′是 杠杆。（选填“省力”“费力”或“等臂”）
省力
费力
后轮
省力
四
课堂小结
1.杠杆的定义
2.杠杆的五要素
3.杠杆力臂的作图方法
4.杠杆的平衡和杠杆的平衡条件
5.杠杆的分类

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