《杠杆的平衡条件》教案.doc

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1、 第9章 机械与人-掌门1对1三维目标1以直观的仪器为突破口，在不同的现象中寻找共同的特征，从而认识杠杆。通过对现象的分析，确定杠杆的支点，认识力臂。再采用对比实验的方法，知道力的作用位置和作用方向的改变都可以改变力臂。2描绘杠杆的示意图，培养认真、严谨、实事求是的科学态度，并通过训练提高作图、识图的能力。3充分利用演示实验和课件，调动学生学习的积极性，帮助学生理解杠杆的平衡条件；通过简单例题的讲解和分析，培养学生解决实际问题的能力；设计针对性强的概念题目进行分析，从不同的角度正确理解杠杆的平衡条件。 4利用具体实物认识定滑轮、动滑轮、滑轮组以及学会组装简单的滑轮组。通过观察和亲身感受知道使用

2、滑轮吊起重物时，拉力与重力的关系、拉力移动距离与物体移动距离的关系。通过对滑轮的分析，对学生进行辩证观点看问题的教育。5通过实验探究知道做功的两个必要因素、功的计算公式，通过对功的介绍使学生体验到计算公式的逻辑美。再通过对实例、实验的观察、分析、对比，增强分析概括能力，培养科学严谨的态度。通过对例题及实验的分析、操作，培养学生应用知识解决问题的能力。6通过对功的回忆，进一步认识功的原理。通过实验探究总结简单机械之中功的原理，并能认识到它是机械的普遍规律。利用学生实验，培养学生动手能力，及勇于探索的创新精神。7通过对简单机械做功的认识，认识功率。知道功率是描述做功快慢的物理量，做功越快，功率越大

3、。再由具体事例分清做功快慢和做功多少并不是同一个概念，功率的大小不但和做功的多少有关，还和做功的时间有关。能用功率的公式进行简单计算。通过对实例、实验的观察、分析、对比，培养学生的分析概括能力。通过对例题及实验的分析、操作，培养学生应用知识解决问题的能力。8通过举例认识有用功和总功；经过分析知道机械效率。在实际中使用机械时，分清有用功、额外功和总功是解决问题的基础。通过设计实验、动手实验培养学生热爱科学的情感和钻研科学的态度。 本章知识网络杠杆动力动力臂 阻力阻力臂支点杠杆五要素动力动力臂=阻力阻力臂平衡条件省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆分类滑轮简单机械定滑轮动滑轮滑轮组功：功率：有用功无用功总

4、功机械效率：能机械能动能势能重力势能弹性势能机械与人相互转化第1节 科学探究 杠杆的平衡条件 名师导航三点剖析：一杠杆1杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。 注意：一根硬棒能成为杠杆，应具备两个条件： （1）要有力的作用； （2）能绕某固定点转动。两个条件缺一不可。例如：瓶盖起子在没有使用时就不能称之为杠杆。杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬的。2杠杆的五要素：图9-1-1(1)支点(O)：杠杆绕着转动的固定点。 (2)动力(F1)：使杠杆转动的力。 (3)阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力。 (4)动力臂(l1)：支点到动力作用线的距离。 (5)阻力

5、臂(l2)：支点到阻力作用线的距离。 3.杠杆力臂的画法： 要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念，力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，是解决杠杆问题的关键。再按下述步骤完成即可：（1）首先在杠杆的示意图上确定支点O。（2）画好动力作用线和阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线延长。（3）再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足之间的的距离就是力臂。例如：图9-1-2中的L1和L2分别就是动力臂和阻力臂。图9-1-2二杠杆的平衡条件（即杠杆原理） 1杠杆平衡：在力的作用下处于静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡2平衡条件表达式： 动力动力臂=阻力阻力臂 公式表示为： 例如

6、；如图9-1-3所示的杠杆就是处于平衡状态。 注意：从杠杆的平衡可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越长，力就越小。计算时单位要统一，即动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位也要统一。图9-1-3 三杠杆的分类（三种杠杆）1杠杆的分类： （1）动力臂大于阻力臂的杠杆，即省力杠杆。例如：图9-1-4中的撬棒 （2）动力臂小于阻力臂的杠杆，即费力杠杆。例如：图9-1-5中的火钳 （3）动力臂等于阻力臂的杠杆，即等臂杠杆。例如：图9-1-6中的天平 图9-1-4图9-1-5图9-1-6 2各种类型杠杆的特点：省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力但是费距离。 费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力但是省距离

7、。 等臂杠杆；动力臂等于阻力臂，不省力也不省距离。问题与探究 问题：在研究杠杆平衡条件的实验中，杠杆的两端装置有两个可以调节的螺母，小红在实验前按老师的要求调节两个螺母使杠杆在水平位置平衡进行实验。当她挂上重物后发现杠杆不是水平位置的平衡，于是她就再次调节螺母是杠杆在水平位置平衡了。但是实验结果却不满足杠杆的平衡条件。请你探究：（）杠杆两端的螺母能起到什么作用？ （）小红在实验中那些操作是错误的？为什么？探究：在这个实验中，按实验要求，在没有挂重物之前的杠杆应该是在水平位置平衡的。按要求，此杠杆应该是一个理想状态的杠杆，即就是支点两端长度相同而且杠杆是质量分布均匀的硬棒，这样才能在实验中得到杠

8、杆的平衡条件。但是在实际中这是不可能的。为了达到这个目的就在杠杆的两端装置螺母，通过调节螺母距支点的距离使杠杆在没有挂重物的时候就达到平衡。当将重物挂上后，由于我们要知道在杠杆平衡时力臂和力之间的关系，所以这时只能通过调节力臂和力使杠杆达到平衡了。在研究杠杆平衡条件的实验中，我们要研究的是力和力臂之间的关系。当挂上重物后，如果杠杆不平衡，就应该通过调节力臂或是力使杠杆重新达到平衡。小红在实验中，挂上重物后杠杆不平衡，她通过调节螺母的方法使杠杆平衡是错误的做法。这是因为，挂上重物后再调节螺母，打破了杠杆在实验前的平衡。所以小红得到了错误的结果。答案：（）杠杆两端的螺母是用来调节在挂上重物前的杠杆

9、保持水平位置平衡的。（）小红挂上重物后调节螺母使杠杆平衡的做法是错误的，因为这样做会使杠杆本身失去平衡。问题：小刚在学过了杠杆的有关知识以后，在吃饭时发现自己使用的筷子也是杠杆在生活中的一种应用。并且他做了仔细观察后发现筷子在应用中属于费力杠杆。小刚突然想到，生活中杠杆的应用很多，有些是省力杠杆的应用，有些是费力杠杆的使用。在生活中到底使用省力杠杆还是使用费力杠杆与那些因素有关？请你探究：（）各举两例说明生活中省力杠杆的使用和费力杠杆的使用。（）分析采用省力杠杆和费力杠杆的决定因素探究：根据杠杆的平衡条件，当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，这样的杠杆就是省力杠杆；当动力臂小于阻力臂时，动力大

10、于阻力，这样的杠杆就是费力杠杆。生活中这两种杠杆使用很广泛；例如：撬动重物用的撬棒、剪铁皮用的剪刀等，是省力杠杆的应用；缝纫机的踏板、裁剪布料用的剪刀等，是费力杠杆的应用。对于省力杠杆和费力杠杆来说，都有各自的特点：省力杠杆省力但是却费距离，费力杠杆费力但是省距离。生活中使用的杠杆都有各自不同的目的和用途，当我们有充足的作用空间或是需要产生很大的作用力，甚至是两个因素都具备的情况下我们就应该根据省力杠杆的特点，采用省力杠杆，以达到省力或是产生很大作用力的目的。例如剪铁皮的剪刀，当刀把上作用较小的力时，就能在刀刃上产生较大的作用力；当我们的作用空间狭小和受限制或是不需要很大作用力时我们就根据费力

11、杠杆的特点，采用费力杠杆，以达到节省作用空间或产生较大作用距离的目的。例如裁剪布料的剪刀，不需要产生很大的作用力，当刀把移动较小的距离时，刀刃就能产生较大的距离，达到快速裁剪的目的。答案：(答案是开放的).如撬动重物的撬棒、剪铁皮的剪刀、指甲刀等，是省力杠杆的应用。如缝纫机的踏板、裁剪布料的剪刀、火钳等，是费力杠杆的应用。决定杠杆使用的因素很多，主要取决于以下几点：使用时是否需要省力；使用杠杆的作用空间的大小；使用时是否需要节省距离。精题精讲【例1】 取一根粗细均匀的铁丝，在他的中点用悬线挂起来，铁丝恰好平衡，如把其右端对折起来（如图）那么它是否还能保持原来的平衡状态呢？图9-1-7【】思路解

12、析：这道题要求我们要能够对杠杆的平衡条件深刻理解。当我们将铁丝对折的时候，杠杆要继续保持平衡就要看铁丝这时是否满足杠杆的平衡条件。本题中绳子的悬点是杠杆的支点，当铁丝对折时杠杆的动力和阻力都没有变化，但是右边铁丝重心向左移动使右边的力臂变短了，可见此时已经不能满足杠杆的平衡条件了。杠杆此时将会顺时针转动。答案：不能绿色通道：解决杠杆平衡条件应用的问题，就要求对杠杆平衡条件深刻理解，杠杆的平衡是在力和力臂共同影响下成立的，所以杠杆是否能保持平衡，就要将杠杆的动力、动力臂、阻力、阻力臂同时进行考察，看变化后的杠杆还能否满足动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积的关系。【例2】阻力臂为动力臂4倍的

13、杠杆是_杠杆(选填“省力”或“费力”)。若该杠杆受到的阻力为20N，则当动力为_N时，杠杆处于平衡状态。思路解析：根据杠杆的平衡条件，力和力臂之间的比例关系可写为：。因此，当阻力臂大于动力臂时阻力小于动力，这时的杠杆就是一个费力杠杆。根据题意，阻力臂大于动力臂，所以这个杠杆是一个费力杠杆。杠杆处于平衡状态时有，又，所以就有。杠杆要处于平衡状态则需要动力。答案：费力 80绿色通道：本题除了考察杠杆的平衡条件外，还考察了根据平衡条件对杠杆的分类。对于考察杠杆分类的题目来说，首先要搞清楚杠杆分类的依据。杠杆的分类是根据杠杆力臂的特点进行的：动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆；动力臂小于阻力臂的杠杆是费

14、力杠杆；动力臂和阻力臂相等的是等臂杠杆。知道杠杆分类的依据就能正确的分辨杠杆是属于那一种类型。 【例3】如图9-1-7所示，下列器件中属于省力杠杆的是：图 9-1-7 思路解析：在本题中要确定几个选项中的实物属于杠杆中的哪类，先要确定这些杠杆中的力臂，如果动力臂大于阻力臂，则就是省力杠杆。因此在此题的选项中剪刀就是省力杠杆。 答案：B 绿色通道：从日常生活用品中分辨使用的杠杆属于那一种类型是一种很常见的题型。对于这一类题来说，重点是找出这些日用品中杠杆的“五要素”，即：动力、动力臂、阻力、阻力臂、支点。从而根据杠杆分类的依据，判断出这些日用品中应用的杠杆属于那一种类型。 【例4】（04福州）

15、小明在进行小制作时，需要剪一块白铁皮，最好是选用下列剪刀中的（ ） A B C D思路解析：剪刀是杠杆在日常生活中重要应用之一，根据剪刀的用途不同采用了不同的杠杆种类。如裁剪布料时不需要太大的力量，裁剪布料的剪刀就采用“把短刃长”的费力杠杆的结构，利用了费力杠杆节省距离的特点，从而提高裁剪的速度。本题中小明要剪的是铁皮，这就需要很大的力量才行，基于这种要求，剪刀就应该采取“把长刃短”的省力杠杆的结构，利用省力杠杆节省力的特点来产生较大的力。所以应该选择D。答案：D绿色通道：对于杠杆在生产生活中应用的考察，我们应该从生产生活中利用杠杆的目的和不同类型的杠杆有不同特点入手进行分析。应用省力杠杆可以

16、省力，但是却费距离；应用费力杠杆虽然费力，但是却省距离；而等臂杠杆是既不省力也不省距离。如果在生产生活中我们要省力就要采用省力杠杆，而我们如果要省距离那就要采用费力杠杆了。【例5】（04广东）图9-1-8中的农民拿着一根用来挑东西的扁担。 扁担属于_类机械，使用扁担挑东西_（填“能”或“不能”）省力。 扁担做成“扁”的原因是_。图 9-1-8思路解析：挑东西的扁担类似于天平，它也是杠杆的一种简单应用，所以它是一种杠杆类简单机械。在使用它挑东西时，物体分别挂在两端，扁担可以以肩部为固定点转动，所以在这个杠杆中肩部充当了支点，所以对于人来说用扁担挑东西并不省力。至于扁担做成“扁”的，其主要原因是为

17、了增大扁担压肩的接触面积，以减少对肩部的压强。答案；杠杆；不能；增大受力面积，减小压强。绿色通道：杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。对于杠杆的省力和费力来说，指的是动力上的省力和费力。无论是那一种杠杆，对于其支点来说，都承担了动力和阻力两个力的作用效果，所以任何杠杆的支点上都是不可以省力的。自主广场我夯基，我达标1如图9-1-9所示，一根轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的A点挂一重物G，在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F。画出力F的力臂LF 、重力G的力臂LG 。图 9-1-9思路解析：确定力臂应首先确定支点和作用力，此题中的支点为O，阻力是G，动力是F。其次画出支点到动力作用线和

18、阻力作用线的垂线就是动力臂LF和阻力臂L G。 答案：2如图9-1-10所示的均匀杠杆，刻度线之间的距离都是相等的。使杠杆在水平位置平衡后，在杠杆的P刻线处挂2个钩码。为了使杠杆在水平位置重新平衡，应该在A刻线处挂 个钩码。（每个钩码的质量都相等）思路解析：杠杆平衡应该满足：动力臂动力=阻力臂阻力，设如图所示的杠杆动力臂=5，则阻力臂=2。另P点挂两个砝码，所以A点要挂的砝码数为5个。答案：5图 9-1-103研究杠杆平衡条件的实验装置如图9-1-11所示，在未挂钩码时，螺母A、B的作用是 挂上钩码后发现杠杆不平衡，则应 。 图 9-1-11思路解析：在研究杠杆平衡条件的实验中要求在还没有挂上

19、重物时杠杆是保持水平平衡的，为此就在杠杆的两端装置螺母，在杠杆还没有挂上重物时，就可以通过调节螺母距支点的距离使杠杆处于水平平衡状态。但是在挂上重物后就不能再调节螺母了，只能通过调节力臂和力的大小来调节，使杠杆重新达到平衡状态。答案：调节使杠杆处于平衡状态 调节悬挂重物的重量或调节力臂的长短4如果把铁锨看作是费力杠杆，在图9-1-12中所示的A、B、C三点中，支点是 点，动力作用点是 点，阻力作用点是 点。图 9-1-12思路解析：在铁锨的使用中，人的左手用力下压，而右手用力上抬，使铁锨抬起来。由此可见，人的左手充当支点，右手给杠杆提供动力，铁锨上的重物对铁锨的压力就是铁锨向上的阻力。所以，A

20、点是阻力作用点，B点是动力作用点，C点是支点。答案：C；B；A5如图9-1-13所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=OB，杠杆自身的重力不记，则（ ） （A） （B） 图 9-1-13（C） （D）无法判断思路解析：杠杆处于平衡状态，即满足动力臂动力=阻力臂阻力。此题中虽然AO=BO，但是GA的力臂就是AO，而GB的力臂略小于BO，GA的力臂大于GB的力臂。所以根据杠杆的平衡条件，GAGB答案：B6在赛艇运动中，赛艇的桨可以看成一个杠杆，若把杠杆按省力杠杆、等臂杠杆和费力杠杆进行分类，赛艇的桨属于 杠杆。思路解析：根据赛艇桨的结构，它的动力

21、臂要小于阻力臂，这样做是因为赛艇的空间有限，它的桨必须要节省距离才行，费力杠杆虽然不能省力但是可以节省距离，所以赛艇的桨是费力杠杆。答案：费力7如图9-1-14所示轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F= N；保持F的方向不变，将杠杆从位置A提到位置B的过程中，力F将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。图 9-1-14思路解析；由于重物悬挂在杠杆AO的中点上，所以力F的力臂是重力G的力臂的2倍，即，。根据杠杆的平衡条件，得：=30N。在杠杆由A到B的过程中，重力的大小和方向都没有变化，而两个力臂都发生了变化。但是在变化的过程中两个力臂之

22、间始终保持着的关系，所以力F将保持不变。答案；30；不变图 9-1-158（04西宁）如图9-1-15，质量可不计的杠杆每小格的长度相等，以O点为支点，杠杆的右端挂有重物，支点左边的A处挂钩码时，杠杆平衡，则重物与钩码的质量之比为 。若将重物M浸没在水中，钩码向 (填“左”或“右”)移动，杠杆才可能又保持平衡。思路分析:（1）根据杠杆的平衡条件:,可得。此题中的动力和阻力都是由重力提供的，所以就有，因此钩码质量和重物质量之比为力臂的反比，根据图中杠杆的刻度可得质量之比为5：4。 （2）当将重物浸入水中后，由于重物受到水浮力的作用，重物对杠杆的拉力就变小了。根据杠杆的平衡条件，在重物的力臂及砝码

23、的重力不变的情况下，只能通过改变砝码的力臂来使杠杆保持平衡，并且应该减小，即应该向右移。答案：5：4；右9. 如图9-1-16所示，作用在杠杆左端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆由水平位置OA缓慢拉至OB，则在这个过程中力F将 (选填“变大”、“变小”或 “不变”)。图 9-1-16思路解析：（1）杠杆在从A到B的过程中，力F的方向始终与杠杆垂直，因此力F的力臂不变，悬挂的重物也没有变化。而在此过程中发生变化的就是力F和重物的力臂，并且已知重物的力臂变小了。 （2）由于杠杆从A到B的过程中是缓慢的移动，所以在移动的过程中杠杆始终处于平衡状态，即始终满足平衡条件 （3）根据杠杆的平衡条件，当重物的

24、力臂变小、力F的力臂和重物重力不变时，力F的大小就应该变小才能维持杠杆平衡。答案：变小我综合，我发展10图9-1-17为电工常用的克丝钳，它的设计和使用应用了很多物理知识。其中，钳把包了一层胶皮是为了_钳子的刀口做得比较薄是为了_钳把做的比钳口长是为了_。图 9-1-1710.思路解析：本题是一个综合性的题目，他不仅考察本节的内容，还考察了本章其他的内容，如压强，电等内容，我们要进行综合考察。此题的解答要从克丝钳的用途入手，首先它可用于电力，因此胶皮就是用来进行绝缘保护的；其次它也可用来切割金属丝，由此刀口薄就是为了增大压强，钳把比钳口长是为了省力。答案：绝缘；增大压强；省力11（04广西桂林

25、）质量相同的铜块和铝块，挂在杠杆AB两端。杠杆在水平位置平衡，如图9-1-18所示。现把铜块和铝块同时浸没于水中，已知铜铝，则有 ( ) A杠杆AB仍保持平衡B杠杆A端会上升C杠杆A端会下降图 9-1-18D杠杆是否平衡，无法判断11.思路解析：此题考察的是杠杆平衡条件及浮力知识的综合应用。开始杠杆是在水平位置平衡的，但当进入水中后两个物体都将受到浮力的影响，杠杆这时应处于什么状态就要看两物体所受浮力的情况如何了。根据浮力有关知识：浮力大小与物体排开水的体积成正比，铜块和铝块有相同的质量，则密度大的体积小，因此铝的体积大于铜的体积，既铝块受到的浮力大于铜块受到的浮力。综上可见当两物体进入水中后

26、B端会上升， A端会下降。答案：C12（04江西南昌）（简答题）请你仔细观察如图9-1-19所示的漫画，究竟小猴和小兔谁分的萝卜重？简要说明理由。图 9-1-19图 9-1-1912.思路解析：此题中小猴和小羊在分萝卜时利用了杠杆的平衡，用支点使萝卜处于水平位置的平衡。表面看来兔子要的那头多或者有人认为两边一样多，但是实际上就像小猴所说兔子中计了，小猴拿的那个比较重。根据杠杆的平衡条件，在杠杆平衡的条件下，力臂越大则力越小，而小猴那块的重心离支点近，力臂小；小兔那块重心离支点远，力臂大。所以小猴那块要比小兔那块重。答案：小猴分得的萝卜重，如图所示，萝卜平衡时，粗的那端力臂短，根据杠杆平衡条件，

27、粗的那端萝卜更重。13. （04四川）（实验题）下表是小王在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，记录的部分测量结果，请在空格中填入适当的值。（每个钩码质量为50g，g=10N/kg）实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm10.5814261.58在本次实验课的总结中，老师提出了这样一个问题：如图9-1-20所示，杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到的现象将是什么？小王认为，杠杆仍能保持平衡；小李认为，杠杆将顺时针转动；小赵认为，杠杆将逆时针转动，你的观点是 。图 9-1-2013.思路解析：（1）根据杠杆的平衡条件： 可得：。代入表中的数

28、据计算可得 （2）在力臂不变的情况下，在杠杆两端再各加一个相同的砝码，使动力和阻力同是增加了相同的力。以第一次实验数据来验证：；。所以杠杆在这时候应该逆时针转动。答案：2；杠杆将逆时针转动（或小赵的观点正确）我创新，我超越 14( 安徽）如图9-1-21所示是我们探究杠杆平衡条件的实验装置图。实验结束后，通过分析数据，有的同学指出：杠杆的平衡条件也可以是“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”。平时许多同学也经常用这种观点分析杠杆问题。事实上这种观点是片面的，因为支点到动（阻）力作用点的距离并不总是力臂。请你在本实验的基础上再补充一些器材，通过实验证明杠杆平衡条件在普遍情况下

29、应该是“动力动力臂=阻力阻力臂”。 ( l ）你补充的器材有： 、 。( 2 ）写出操作步骤： 。图 9-1-2114.思路解析：杠杆平衡条件的实验只是在图示的装置基础上，通过改变砝码数量及悬挂砝码的位置，测出多组数据，从中得到平衡条件。但是这很容易使人认为“动力支点到动力作用点的距离=阻力 支点到阻力作用点的距离”也是成立的。用实验验证杠杆平衡条件在普遍情况下应该是“动力动力臂=阻力 阻力臂”就要从本实验仪器的局限性上入手。在本实验中采用悬挂砝码的方式提供力，使力只能是竖直方向，从而使力臂的大小和力作用点到支点的距离大小相等。要改变这种情况首先就要有能够提供其他方向力的器材，即需要一个弹簧秤

30、。当力臂不等于支点到力的作用点间距离时，就要通过测量得到力臂的大小，即需要一个刻度尺。对此实验的操作步骤应是：首先在杠杆一端挂砝码，另一端用弹簧秤提供一个斜向下的力使杠杆处于水平位置的平衡状态；其次用刻度尺测量出两边力臂的大小及力的作用点到支点的距离；最后将力的大小和所测距离分别进行计算处理，就可以验证杠杆平衡条件在普遍情况下应该是“动力x 动力臂=阻力x 阻力臂”。答案：（1）弹簧秤、刻度尺（2）A. 在杠杆一端挂砝码，另一端用弹簧秤提供一个斜向下的力使杠杆处于水平位置的平衡状态 B用刻度尺测量出两边力臂的大小及力的作用点到支点的距离 C将力的大小和所测距离分别进行计算处理共同成长合作共赢

31、“给我一个立足点，我就能移动地球。”这是希腊科学家阿基米德的一句名言。实际上，用杠杆移动地球是不可能的。但是这反映了阿基米德发现杠杆规律后的兴奋心情，也显示了杠杆在我们日常生活中存在的普遍性。并且杠杆虽然是一种简单机械，但是很多的复杂机械却都是由杠杆这种简单机械组合而成的。几乎每一台机器中都少不了杠杆，就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用，了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识，还能学会许多生理知识。了解到这一情况，激发了小明的探究兴趣：人体到底那些部位都存在杠杆？他打算从人体的生理结构入手，通过仔细观察人体不同部位的不同动作，探究

32、人体杠杆的具体情况。 请你和同学们一起共同经历这一探究过程。探究目的：探究人体中存在的杠杆及杠杆的省费力情况探究问题：（1）通过对人体生理结构和各个部位动作的仔细观察，了解人体内的杠杆。（2）通过对杠杆的学习及对人体内杠杆的了解，分辨一下人体内的哪些部位的哪些杠杆是省力杠杆，哪些是费力杠杆。 思路解析：（1）点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(见图)，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉伸配合起来形成低头仰头，从图里可以看出来低头比仰头要省力。（2）当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是

33、一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要化费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以赢得速度（3）当你把脚尖翘起来的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这是一个省力杠杆(如图)，肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。（4）如果你弯一下腰，肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆（如图)。 所以在弯腰提起重物时，正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些。以避免肌肉被拉伤。学会做人阿基米德 (公元前287-前212),古希腊伟大的数学家、力学家。阿基米德出生在西西里岛上希腊人建立的叙拉古城，父亲是天文学家和数学家。他从小受家庭影响，十

34、分喜爱数学。十一岁时，他到埃及亚历山大城上学。在亚历山大跟随欧几里德的学生学习，以后和亚历山大的学者保持紧密联系，因此他算是亚历山大学派的成员。阿基米德创造了机械学和流体静力学;发现了杠杆定律和浮力的原理一一阿基米德原理;发明了阿基米德螺杆、天文仪器、作战机器等。阿基米德、在数学方面也有极辉煌的成就。他确定许多物体的表面积和体积的计算方法;为微积分的发展打下了基础。后人对阿基米德给以极高的评价，常把他和I.牛顿、C.F.高斯并列为有史以来三个贡献最大的数学家。这位杰出的人物不幸在罗马人围攻希腊时被杀害。他的生平没有详细记载，但关于他的许多故事却广为流传。据说他确立了力学的杠杆定律之后，曾发出豪

35、言壮语：“给我一个立足点，我就可以移动这个地球！”；另外他还从洗澡的过程中受到启示才确立了著名的阿基米德原理。思考：（1）杠杆原理的发现使阿基米德口出豪言壮语：“给我一个立足点，我就可以移动这个地球！”这虽然是不可能的，但是阿基米德为什么要这样说？这体现了杠杆的什么实际价值。（2）阿基米德是力学家也是数学家，他能够从洗澡这样一个简单的生活琐事中得到启发，而确立浮力的原理阿基米德原理。这件事给我们以什么样的启发？ 思路解析：（1）社会发展到21世纪的今天，人类已经可以使用各种各样的或简单或复杂的机械。但是对于人类使用的机械而言，很多都是在杠杆的基础上发展起来的，很多复杂的机械就是杠杆这种简单机械的有机结合。所以阿基米德能为杠杆原理的发现而口出狂言， （2）洗澡是我们日常生活中每个人都要做的事情，然而就这样一个再平常不过的事情阿基米德却能从中得到启发，这并不是他的运气比较好，这真正体现了一句名言：“机会总是青睐有准备的人”阿基米德就是这样的一个有准备的人。对于我们青少年来说，就要从现在做起，努力学习，争做一个有准备的人。