《探究杠杆的平衡条件》导学案

第1课时

1.说出什么是杠杆,复述杠杆、支点、力臂等概念,会根据实物图画出杠杆示意图。

2.重点:经历探究实验,总结杠杆的平衡条件。

3.通过探究杠杆的平衡条件实验,领会从具体到抽象的思维方法。

探究跷跷板中的道理

1.观看下列图片。

(1)以上图片中的机械,它们共同的特点是什么呢?

答案　上面这些机械共同点是:都有一根硬棒能够绕固定点转动。

(2)物理学中,把能绕　某一固定点　转动的硬棒(直棒或曲棒)叫　杠杆　,跷跷板是一种　杠杆　。 

活动一:探究杠杆的平衡条件

2.杠杆的平衡可能与哪些因素有关呢?写出你的猜想。

答案　(1)与两边物体的质量有关;

(2)与物体到杠杆支点的距离有关。　

3.根据你的猜想,设计实验进行验证。

(1)实验器材:带刻度的均匀杠杆、铁架台、钩码(代替人)。

(2)实验步骤:

A.调节杠杆在水平位置平衡,把钩码挂在杠杆支点的两边,改变钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡;

B.记录左边钩码的拉力F1、左边钩码距离悬挂点的距离L1、右边钩码的拉力F2、右边钩码距离悬挂点的距离L2的数值;

C.改变钩码的拉力F和钩码距离悬挂点的距离L的数值,再做几次。

(3)观察图甲可以发现,当两边钩码的个数(拉力F)　相等　,且钩码到悬挂点的距离(L)　相等　时,杠杆水平静止。 

(4)比较图甲、乙、丙、丁可以发现,　当左边钩码的拉力F1与左边钩码距离悬挂点的距离L1的乘积和右边钩码的拉力F2与右边钩码距离悬挂点的距离L2的乘积相等时　,杠杆水平静止。 

4.结论:当左边钩码的拉力F1和左边钩码距离悬挂点的距离L1的　乘积　与右边钩码的拉力F2和右边钩码距离悬挂点的距离L2的　乘积　相等时,杠杆平衡。 

5.如图所示,杠杆绕着转动的点,叫做　支点　;一般情况下,F1叫做　动力　,F2叫做　阻力　;从支点到力的作用线的距离L1和L2叫做　力臂　。动力的力臂叫做　动力臂　,阻力的力臂叫做　阻力臂　。杠杆在　动力　和　阻力　的作用下,处于　静止　状态,叫做杠杆平衡。 

 6.杠杆的平衡条件:　杠杆的动力臂是阻力臂的几倍,杠杆的动力F1就是阻力F2的几分之一　,也可以表述为　动力×动力臂=阻力×阻力臂　,用公式表示为　F1×L1=F2×L2或=　。 

1.*讨论:画力臂方法

答案　一找支点、二画线、三连距离、四标签。(1)找支点O;(2)画力的作用线(虚线);(3)画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);(4)标力臂(大括号)。

2.如图所示,AOB为一机械设备的简化示意图,我们可以把它看成杠杆(自重不计),已知AO=2OB.固定O点,使OB处于水平位置,此时B端挂一重为40 N的物体,要使杠杆不发生转动,至少需在A端施加F=　20　 N的力,在图上画出此时力F的方向。 

3.在下图中画出F1的力臂和力臂L2对应的力F2.

答案　如图所示。