3.4.2简单机械2(杠杆平衡)

简单机械与杠杆原理简单机械是指利用一个或多个简单的、无论是静止的还是动力的力学装置来实现力的转换或方向的改变的一类机械。

杠杆原理则是简单机械中最基本的原理之一，其运用广泛且重要。

本文将介绍简单机械与杠杆原理的概念、种类、作用原理以及其在日常生活中的应用。

一、简单机械的概念及种类简单机械是指那些结构简单且运用方便的机械装置。

根据力的转换和方向的改变，简单机械可以分为六大类：杠杆、滑轮组、轮轴组、楔子、螺旋等。

其中，杠杆是最为基本和普遍的一种简单机械。

二、杠杆原理的作用原理杠杆原理是基于力矩平衡的原理，即杠杆两端受到的力矩相等。

所谓力矩，是指作用在物体上的力乘以力臂的乘积。

在杠杆作用下，通过改变力臂的长度和力的大小，可以实现力的放大和转向。

三、杠杆的种类及典型案例杠杆根据支点位置和力的作用方向可以分为三类：一类杠杆、二类杠杆和三类杠杆。

下面将以实际案例进行说明。

1. 一类杠杆：一类杠杆的支点位于力的一侧，比如钳子。

当我们用钳子夹住物体时，通过施加较小的力在一端，可以产生较大的力来夹紧物体。

2. 二类杠杆：二类杠杆的支点位于杠杆两端，比如开瓶器。

使用开瓶器时，我们需要在开瓶器的一端施加较小的力，而在另一端则可以放置较大的力来打开瓶盖。

3. 三类杠杆：三类杠杆的支点位于力的一侧，这种杠杆比较常见，比如剪刀。

在剪刀中，我们通过在一个剪刀刀刃端施加较小的力，实现了在另一剪刀刀刃端剪断物体的目的。

四、杠杆原理在生活中的应用杠杆原理在我们的日常生活中随处可见，如门的开关、手杖、货车千斤顶等。

以下是一些常见的应用案例。

1. 改变器具作用力：在使用扳手、钳子等工具时，通过改变手柄的长度，可以改变力的大小和放大作用的范围。

2. 门的开关：门的开关就是一个常见的杠杆原理应用，门轴处于支点位置，我们只需要轻轻推门的一端，就可以实现大门的顺利开启。

3. 力度的平衡：在使用秤称重时，通过移动杠杆上的质量，使杠杆平衡，即可得到物体的质量。

教学设计
（4）改变力和力臂的数值，重复上述实验，共做3次。

把有关数据填入表内。

实验数据记录表
5.分析与论证：
分析实验数据，得出实验结论：（播放实验视频）
杠杆的平衡条件：动力χ动力臂＝阻力χ阻力臂F1·l1 = F2·l2
动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。

师：阿基米德曾说过这样一句话：“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动地球。

”你能用杆杠平衡条件来解释吗?
生：虽然阻力很大，但是只要动力臂够长，那么动力就可以很小。

问题探究一：如图杠杆已平衡
1、若两端去掉相同质量的钩码，杠杆平衡吗？
2、两端钩码向支点移同样的距离，杠杆平衡吗？
杠杆平衡决定因素：力的大小；力臂的大小；力与力臂的乘积。

问题探究二：如图，将弹簧测力计向哪个方向拉，更省力？为什么？
生：F1方向，因为此时力臂最长，用的力最小。

结合杠杆平衡条件读图：观察下图中所示的杠杆，比较它们的动力臂l1、阻力臂l2、动力
F1、阻力F2的大小，你能得出什么结论？
等臂杠杆：l1=l2，则F1<F2既不省力也不省距离
费力杠杆：l1<l2，则F1<F2费力，省距离
省力杠杆：l1>l2，则F1<F2省力，费距离
思考与讨论：1.如何正确地判断出杠杆是省力的或或费力或等臂杠杆？
2.你能举出一些生活和生产中省力、费力和等臂杠杆的实例吗？
如所示，赛艇上的桨属于哪类杠杆？
四、课堂总结。

知识点1：杠杆1.概念：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆。

2.五要素：一点（支点）、二力（动力、阻力）、两力臂（动力臂、阻力臂）。

（1）支点，杠杆绕着转动的点，用“O”表示；（2）动力是使杠杆转动的力，一般用“Ｆ1”表示；（3）阻力是阻碍杠杆转动的力，一般用“Ｆ2”表示；（4）动力臂即支点到动力作用线的距离，一般用“Ｌ1”表示；（5）阻力臂即支点到阻力作用线的距离，一般用“Ｌ2”表示。

补充：（1）动力和阻力的作用点都在杠杆上。

（2）力臂的画法：作用点到力作垂线，用带双箭头的实线表示。

知识点2：杠杆平衡1.概念：杠杆在动力和阻力作用下静止不转或匀速转动叫杠杆平衡。

4.杠杆平衡的条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；公式表达为：F1L1＝F2L2。

知识点3：杠杆的分类1.省力杠杆：其特点是L1＞L2，F1＜F2，省力但费距离。

举例：起瓶器、撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀等2.费力杠杆：其特点是L1<L2，F1＞F2，费力但省距离。

距离：人的前臂、镊子、筷子、火钳、理发剪刀、钓鱼杆、船桨等。

3.等臂杠杆：其特点是L1＝L2，F1＝F2，不省力也不省距离，能改变力的方向。

举例：天平、杆秤、案秤等。

（通俗的讲：省事的大多是费力的，比如吃饭的筷子，火钳等；省气的大多是省力杠杆，比如钢丝钳等。

）4.判断是省力杠杆或者费力杠杆的方法：（1）比较力臂长短。

（2）比较力的大小。

（3）比较距离的长短。

知识点4：定滑轮（常见的简单机械有：杠杆、滑轮、轮轴、斜面等。

滑轮是变形的杠杆）1.概念：使用时轮轴固定不变的滑轮叫定滑轮。

2.实质：等臂杠杆。

3.特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

4.对理想的定滑轮:若不计轮轴间摩擦，则拉力F=G物。

绳子自由端移动距离S F（或速度v F）等于重物移动的距离S G（或速度v G）知识点5：动滑轮1.概念：使用时滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮。

机械杠杆和平衡条件一、杠杆的定义与分类杠杆是一种简单机械，它是一种硬棒，能够在固定点（支点）处转动。

根据杠杆的动力臂和阻力臂的长度关系，杠杆可分为以下三种类型：1.一级杠杆：动力臂等于阻力臂，如天平。

2.二级杠杆：动力臂小于阻力臂，如撬棍。

3.三级杠杆：动力臂大于阻力臂，如杠杆秤。

二、杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件是指在杠杆转动过程中，保持平衡的条件。

杠杆的平衡条件可以用力矩的概念来描述，即杠杆两侧的力矩相等。

杠杆的平衡条件公式为：F1 * L1 = F2 * L2其中，F1和F2分别为杠杆两侧的力，L1和L2分别为力的作用点到支点的距离（即力臂）。

三、力臂的概念力臂是指力的作用点到支点的垂直距离。

在计算力矩时，力臂是关键因素。

力臂的长度决定了力对杠杆平衡的影响。

四、杠杆的应用杠杆在生活和生产中有着广泛的应用，如剪刀、钳子、撬棍等。

杠杆的原理可以帮助我们实现力的放大或方向的改变，从而更方便地进行工作。

五、杠杆的平衡状态杠杆的平衡状态包括静止平衡和转动平衡。

在静止平衡状态下，杠杆两侧的力和力矩相等，杠杆保持静止。

在转动平衡状态下，杠杆两侧的力和力矩相等，杠杆以固定点为中心进行转动。

六、杠杆的平衡保护杠杆的平衡保护是指在杠杆使用过程中，采取措施防止杠杆因外力作用而失去平衡。

平衡保护措施包括使用平衡螺母、设置限位装置等。

七、杠杆的优缺点杠杆的优点是可以节省力、提高工作效率，缺点是用力距离较大，且在使用过程中可能产生侧向力。

八、杠杆在现代科技中的应用杠杆原理在现代科技领域中有着广泛的应用，如机械臂、减速器、杠杆传感器等。

这些设备利用杠杆原理来实现力的传递、放大和控制。

机械杠杆和平衡条件是物理学中的重要知识点。

了解杠杆的定义、分类、平衡条件以及力臂的概念，能够帮助我们更好地理解和应用杠杆原理。

杠杆在生活和生产中的广泛应用，体现了物理学与实际生活的紧密联系。

习题及方法：1.习题：一个长度为1米的杠杆，在支点处受到一个10N的力，如果杠杆的另一端施加一个力使得杠杆保持平衡，那么这个力的大小是多少？解题思路：根据杠杆的平衡条件F1 * L1 = F2 * L2，其中F1为已知的力，L1为力臂长度，F2为要求的力，L2为力臂长度。

简单机械与杠杆原理简单机械和杠杆原理是物理学中的基本概念，它们对我们日常生活和工程应用都有着重要的影响。

简单机械是指由一个或几个简单的零件组成的机械结构，它们可以通过力的乘积来完成各种任务。

而杠杆原理是简单机械中最基本的原理之一，它描述了杠杆的平衡条件和力的乘积关系。

一、简单机械简单机械是指由少数几个零件组成的机械结构，它们可以通过力的乘积来改变力的方向、大小或者速度。

常见的简单机械有杠杆、滑轮、斜面、楔子、螺旋等。

这些简单机械在我们日常生活和工程领域中都起着重要的作用。

1. 杠杆杠杆是最常见和最简单的简单机械，它由一个杆和支点组成。

根据杠杆的支点位置和力的作用方向的不同，可以分为一类、二类和三类杠杆。

一类杠杆支点位于杠杆两端之间，力作用在支点的一侧；二类杠杆力和支点都在杠杆同一侧；三类杠杆支点位于杠杆两端之间，力作用在支点的另一侧。

杠杆原理可以用以下公式表示：力1 ×杠杆臂1 = 力2 ×杠杆臂2。

根据这个公式，我们可以利用杠杆的力乘积原理来实现力的放大、减小或改变方向的效果。

例如，剪刀和扳手就是利用杠杆的原理来实现工作效果的。

2. 滑轮滑轮是另一个常见的简单机械，它由一个轮和一个与之配合的绳或链组成。

滑轮可以改变力的方向，使我们可以更容易地移动重物。

例如，我们可以利用滑轮来抬起重物，通过改变滑轮的数量来实现力的放大效果。

3. 斜面斜面也是一种简单机械，它是一个倾斜的平面，可以减小我们所需的力来移动物体。

斜面倾角越小，我们需要的力越小。

由此可见，斜面在我们的日常生活中有着广泛的应用，如坡道、楼梯等。

二、杠杆原理杠杆原理是描述杠杆平衡和力的乘积关系的基本原理。

根据杠杆原理，杠杆在平衡状态下两侧的力矩相等，即力1 ×杠杆臂1 = 力2 ×杠杆臂2。

这意味着当一个较小的力作用在较长的杠杆臂上时，它可以平衡一个较大的力作用在较短的杠杆臂上。

利用杠杆原理，我们可以实现力的放大效果。

简单机械原理和杠杆定律简单机械是机械学研究的一个基础概念，它是指那些由少量部件组成、操作简单、原理易于理解的机械装置。

在工程学和物理学中，研究简单机械的原理和应用是理解更复杂机械系统的基础。

一、简单机械原理1. 杠杆原理杠杆原理是简单机械原理中最基础且最重要的原理之一。

杠杆由杠杆杆臂、支点和施力点组成。

根据杠杆定律，杠杆平衡时，施力点的力乘以施力点到支点的距离等于负载点的力乘以负载点到支点的距离。

这可以用公式表示为：F1 × d1 = F2 × d2。

其中，F1和F2分别代表施力点和负载点的力，d1和d2分别代表施力点到支点和负载点到支点的距离。

2. 斜面原理斜面原理是指利用斜面的倾斜角度来减小物体的重力或其他力的作用效果。

当物体沿着斜面上升时，只需克服斜面上分力的作用，而不需要克服物体的全部重力。

因此，斜面可以减小对物体的作用力，起到减轻工作负荷的作用。

3. 轮轴原理轮轴原理是指利用轮轴的旋转性质来传递力和转动力矩的原理。

在轮轴上旋转的两个物体（如滚轮和轴）之间，力和转动力矩保持平衡。

根据轮轴原理，可以根据需要改变力的方向、大小和应用点的位置，实现力的传递和转动力矩的传递。

二、杠杆定律杠杆定律是描述杠杆平衡的定律，它是简单机械原理中最基本的原理之一。

根据杠杆定律，杠杆平衡时，施力点的力乘以施力点到支点的距离等于负载点的力乘以负载点到支点的距离。

杠杆定律可以应用于很多实际情况中，例如：1. 门铰链门铰链是一个常见的杠杆应用。

门的重量由门铰链支撑，当门关闭时，施力点是人的手，负载点是门的重量。

根据杠杆定律，人需要在较小的力下移动门的位置，因为门到门铰链的距离较大。

2. 桥梁和起重机桥梁和起重机也是杠杆的应用。

桥梁和起重机通过将一个较大的物体放在较长的杠杆臂上，以较小的力产生足够的力矩来支撑和移动物体。

三、简单机械原理和杠杆定律在日常生活中的应用简单机械原理和杠杆定律在日常生活中有很多应用，下面列举几个例子：1. 剪刀剪刀是一个常见的杠杆应用。

3.4简单机械-杠杆---2021-2022学年度上学期浙教版九年级科学上教学目标1、知道杠杆、杠杆中的几个名词；2、知道“探究杠杆平衡条件”的实验器材，并会进行实验探究；3、能用杠杆平衡条件公式进行计算。

4、通过探究“杠杆平衡条件”培养实事求是的科学态度。

重点难点教学重点：实验探究杠杆平衡条件。

教学难点：会画杠杆的力臂。

教学方法：讲授法、讨论法、演示实验法、列举实例法、实验法、多媒体课件演示法学习。

展示图片：切纸刀、园艺剪刀等。

请同学们找出这些工具在使用时，有什么共同特点？从而引出杠杆的定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。

引导学生得出杠杆五要素：支点：杠杆可以绕其转动的点O。

动力：使杠杆转动的力F1。

阻力：阻碍杠杆转动的力F2。

动力臂：从支点O 到动力F1作用线的距离l1。

阻力臂：从支点O 到阻力F2作用线的距离l2。

并向学生示范动力臂和阻力臂的画法。

反馈练习一如图所示，对于力F1的力臂，下列画法正确的是( ).2、画出下图所示杠杆的动力臂、阻力臂。

引导：当物体处于平衡状态时，3、测出杠杆平衡时的动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2，并把实验数据记录表格。

4、改变力和力臂的大小，在做几次实验。

杠杆平衡条件：杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。

【反馈练习二】1、杠杆在任何条件下都符合杠杆平衡条件。

（）2. (东营中考)如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会( )A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡 D．无法判断3. (南宁中考)如图所示，在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中，要使调好的杠杆重新在水平位置平衡，应在A处悬挂钩码的个数是( )A．1个B．2个C．3个D．6个4.用杠杆撬起重物，动力臂是1.5m，阻力臂是3dm，当动力是200N时，最多能撬动的重力是（）A.40N B.450NC.1000ND.2250N5. 小明用一根2m长的扁担，前后挂的物体质量分别为30kg和10kg，求肩膀放在扁担的什么位置才能使扁担在水平位置平衡？6.如图所示，把一根质量是2kg长期以来，学生感到难学，如何打消学生的畏难情绪，让科学课堂“生动”起来，通过《杠杆》这一节的教学，我有了一点粗浅的体会：1.师生相互交流的课堂舞台让学生思维动起来（1）、课堂不再是老师表演的舞台，而是师生相互交流的舞台。