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1、第四课时：杠杆平衡的应用采荷中学教育集团 严国忠2011年9月16日杠杆平衡的应用应该在知识上和能力上有哪些准备？知识上的准备：1）杠杆的定义2）杠杆的九要素3）杠杆的分类（省力、费力、等臂）4）杠杆的平衡现象5）杠杆平衡条件6）数学知识能力上的准备：1）能在具体情景中找到杠杆。2）能作出杠杆的示意图。3）能运用杠杆平衡条件的数学表达式进行分析。例1:如图是铁道检修工用的道钉撬,有关尺寸见图.若在A点竖直向下作用200牛的力,道钉撬对道钉会产生多大的力?如果还不能将道钉撬出,在保持手的作用力和作用点不变的情况下,采用什么方法可以增大对道钉的作用力?阅读题目的文字和图像你
2、获得了哪些信息？已知：Ｆ1=200牛L1=1.2米L2=6厘米求:F2解:答:道钉撬对道钉能产生4×103牛的力.问题2:为什么使F1的方向与撬棒垂直,就可以使L1取值最大?需要运用哪些知识来解答?答:使F1的方向与撬棒垂直时,L1取值是直角三角形A0C的斜边LOA,而原来竖直向下施力时L1取值是直角三角形A0C的直角边LOC,因为直角三角形的斜边一定大于直角边,使F1的方向与撬棒垂直时,就可以使L1取值达到最大。C用到的知识是：①力臂的定义；②杠杆平衡条件；③数学知识（直角三角形的斜边一定大于直角边,）图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（）
3、A.F=G；B.F＜G；C.F＞G；D.无法比较。提示AOBFGABCD想一想图中的等臂杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F与A端重力G相比（）A.F=G；B.F〈G；C.F〉G；D.无法比较。L2L1ABCDAOBG方法：先画出力臂，再进行判断什么时候F最小，为多少？F1F2F4F3例2：一根粗细均匀的铁条，在其中点处用细悬挂起来，铁条处于水平平衡。请用两种方法解释这个现象．右端向内弯曲后,铁条右端重心靠拢支点移动,右端作用力的力臂L2变短,导致左端力F1与力臂L1乘积大于右端力F2与力臂L2乘积,所以左端下沉.若将右端向内弯曲（如图），铁条还能保持水平平衡吗？说明理
4、由。例3：小张和小李为班级去仓库抬纯净水,假设一桶纯净水是20升，竹杠的长度是1.5米,小张和小李的肩分别抬在竹杠的两端,纯净水挂在离小张0.5米处,问小张和小李的肩分别受到多大的压力?（桶和竹杠的重力忽略不计）Ｆ１小李Ｆ２小张Ｇ省力杠杆能不能省功？动力在做功过程中消耗的能量转化成了什么形式的能？省力杠杆要费距离,所以不能省功.动力做功时,消耗的化学能转化为机械能(和内能).杠杆使用过程中的能量转化思考与分析：如图所示，杠杆AC可绕支点O自由转动，在B点挂一重为G的物体。 （1）为使杠杆平衡，应在杠杆上的哪个点施加一个什么方向的作用力，能够使所用的作用力最小？该最小的作用力
5、与物重的比值是多少？（2）在什么范围内施加一个力，使这个作用力小于物重？在什么范围内施加一个作用力，使这个力大于物重？9．画出图中作用在A点最小的力的方向。10．在一直径是100厘米,质量是40千克的均匀圆柱体放在水平地面上,靠在10厘米的台阶边,如图所示,为使它滚上台阶,那么在圆柱体边缘的哪一点,沿什么方向施力时,才能使用力最小?在图上画出此力,并求出此力的大小。11．如图所示,杠杆两端分别挂甲、乙两实心铝块,杠杆平衡,若：（1）把它们都向支点移相同的距离；（2）把它们都背着支点移相同的距离；（3）把它们各去掉相同的质量；（4）给它们各增加相同的质量；（5）将它们同时浸没
6、在水中；（6）将甲浸没在水中，乙浸没在酒精中；则杠杆是否继续保持平衡？动动脑：1.现在有一根约30多千克的均匀铁棒，一杆最大称量为20千克的杆秤。在学过杠杆的平衡原理之后，你能想出一个办法用这杆秤来称量铁棒的质量吗？oF1G2.传说中山神庙的老和尚让他的三个弟子到山下去挑水。但徒弟们都很懒，你推我，我推你，谁也不想下山。无奈之下，老和尚就叫他们三个一起下山去抬水。但到了山下，他们犯难了，如何能三个人一起抬一桶水，每个人既不吃亏又不占便宜呢？你帮忙想个办法给他们出出主意。甲乙丙桶14.如图所示，硬质均匀木条OA的长为80厘米，左端与竖直墙壁连接，可以绕O点自由转动；木条的A端
7、以细绳悬于B点，木条恰好水平，且AB与木条垂直，一个质量为800克的小物块M在木条上从O点以v=0.2米/秒的速度向右作匀速运动，经2.5秒到达C点时，细绳恰好断裂，则细绳能承受的最大拉力是______牛（木条质量及物块的体积大小均可忽略不计）。15.如图所示，一支均匀的直尺放在水平桌面上，一端伸出桌面，已知伸出桌面的部分是全尺的1/3。当在B端挂一5牛的重物时，直尺的A端刚刚开始翘起，则此木尺的重量是______牛。16.如图所示，在杠杆AB的中点O处挂一个重物G，杠杆B处受一个水平方向力F的作用，绕A点沿图示方
