问题34杠杆的平衡条件是什么?
◇学生提问
如图所示,均匀木棒AB长为1m,
水平放置在O、O'两个支点上。已知AO、
O'B长度均为025m。若把B端竖直向
上稍微抬起一点距离,至少需要用力
20N;若把B端竖直向下稍微压下一点距离,则至少需要用力()
A.20N
B.40N
C.60N
D.8ON
老师,怎样才能计算出这时的最小动力呀?
◇问题探究
探究杠杆平衡条件的方法(重要性:★★)
老师:解答这一问题,要用到杠杆平衡的条件,你想想杠杆的五要素是什么?学生:杠杆的五要素是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
老师:那你想想,物体在什么状态下称为平衡?杠杆怎样才称为平衡呢?
学生:学习二力平衡时,课本上介绍物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,称为平衡。那杠杆平衡也符合这一规律吧,也是杠杆处于静止状态或匀速直线运动状态时才平衡。
嗯,不太合适,杠杆不能做匀速直线运动的,那杠杆平衡应该指杠杆静止或匀速转动吧?
老师:你分析得很好!那你认为杠杆的平衡与哪些因素有关呢?学生:我想想,杠杆的平衡应该与杠杆的五要素有关。这五要素中支点没有数量大小的变化,大小会发生变化的是动力、阻力、动力臂和阻力臂。那杠杆的平衡条件是不是与这四个因素的大小有关系呀?老师:既然你认为杠杆的平衡与动力、阻力、动力臂和阻力臂有关,那就设计实验来探究吧。学生:好!杠杆受到的动力和阻力可以用两个弹簧测力计测出;难就难在动力臂和阻力臂的测量上!力臂是通过在平面内画图画出来的,在做实验的立体空
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f间中我不好找垂足,就是用上刻度尺力臂我也测不准啊?老师:别急!你提出的测量动力与阻力的方法可以,但你一人能独立完成实
验吗?你再想想,如果你选一根直杠杆,要是动力臂和阻力臂与杠杆重合,支点和两个垂足不就在杠杆上了?你沿着杠杆去量,不就能精确测量出力臂了?
学生:哈哈,老师“一语点破梦中人呀!”那我明白了,杠杆可以选用均匀直棒,将支点设置在中点处;可以用弹簧测力计先测出一个钩码的重量,然后用细棉线系两个绳套,套在杠杆两端,杠杆受到的动力和阻力通过在杠杆两端绳套下挂钩码施加,根据钩码的个数就能知道动力和阻力的大小;这样的话得把杠杆挂得高一些,可以用铁架台悬挂起杠杆!只要我让杠杆在水平位置静止平衡,动力的作用线和阻力的作用线就与杠杆垂直,那么动力臂和阻力臂就是杠杆的一部分长了,两个绳套的位置就是两个垂足的位置!我用刻度尺测出支点与两个绳套之间的距离,就能r