1、 第十二章 简单机械第 1 节 杠杆学习目标1.了解生活中常见的杠杆。2.知道杠杆的五要素。3.理解杠杆的平衡条件并能进行简单的应用。4.掌握杠杆力臂作图。自主探究学点一:杠杆生活体验:回忆下列机械的使用过程 ,思考问题。(1)剪刀、杆秤等发生了怎样的运动?(2)它们在什么情况下才能这样运动?(3)它们有什么相同之处?自主学习:阅读课本 P76P77 的内容,找到杠杆的定义,在图 12.1-1 中找到杠杆的五要素。归纳总结:1.一根硬棒,在力的作用下能 ,这根硬棒就是杠杆。 2.杠杆的五要素:(1) :杠杆可以绕其转动的点 O; (2) :使杠杆转动的力 F1; (3) :阻碍杠杆转动的力 F
2、2; (4) :从支点 O 到动力 F1 作用线的距离 l1; (5) :从支点 O 到阻力 F2 作用线的距离 l2。 学点二:探究杠杆的平衡条件实验目的:研究杠杆平衡的条件。实验器材:杠杆和支架、钩码、刻度尺、线实验步骤:调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。在杠杆两边挂上不同数量的钩码,调节位置,使杠杆重新平衡。把支点右边的钩码重力当作动力 F1,支点左边的钩码重力当作阻力 F2,量出动力臂 l1和阻力臂 l2,将各数值填入表格中。改变钩码数量或位置,重复上面的步骤,得出三组数据。实验次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm123实验结论:分析实验数据,得出结论。交流评估:反
3、思实验中出现的问题以及出现过的失误 ,思考怎样解决问题。归纳总结:根据杠杆的力臂关系 或写为 。 学点三:生活中的杠杆问题探究:我们身边的杠杆有很多 ,你能通过观察和思考对杠杆进行分类吗?归纳总结:根据杠杆的力臂关系 ,可以把杠杆分成三类。 (1)若 l1l2,则 F1 F 2, 杠杆,特点是 ; (2)若 l1= l2,则 F1 F 2, 杠杆,特点是 ; (3)若 l1G2C.G1=G2 D.都有可能7.如图所示,OB 为一轻质杠杆 ,O 为支点,OA=0.3m, OB=0.4m,将重 30N 的物体悬挂在 B点,当杠杆在水平位置平衡时,在 A 点至少需加 N 的拉力,这是一个 ( 选填“
4、省力”或“费力 ”)杠杆。 8.如图所示,在轻质杠杆 OA 中点悬挂重为 60N 的物体,A 端施加一竖直向上的力 F,杠杆在水平位置平衡,则力 F 的大小是 ,保持 F 的方向不变,将杠杆从 A 位置匀速提升到B 位置的过程中,力 F 将 (选填“变大” “变小”或“不变”)。 9.物理实验小组的同学利用如图所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 ( 选填“左” 或“右”)移动 ,将杠杆调在水平位置的目的是方便测量 。 (2)实验中测得的数据如表所示,表格中漏填的数据为 N 。 测量序号 动力 F1/N 动
5、力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 1 20 2 10 2 15 1.5 20 3 5 15(3)有的同学按现有方案得出如下结论:“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。 ”这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中 (填字母)。 A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少,结论具有偶然性10.在图中画出杠杆 AB 在图示位置静止时,作用在 A 端点的最小力 F 的方向及其力臂l。参考答案自主探究学点一:杠杆1.绕着固定点 O 转动2.(1)支点 (2)动力 (3) 阻力 (4)动力臂 (5)阻力臂学点二:探究杠杆
6、的平衡条件动力动力臂=阻力阻力臂 F 1l1=F2l2学点三:生活中的杠杆F1l1=F2l2(1) 费力 费力省距离课堂检测 1.C 解析:杆可直可弯,没有形状限制,A 项错误,C 项正确;杠杆要转动一定要有支点,B项错误;力臂是从支点到力的作用线的距离 ,点到线的距离 ,不是点到点的距离,D 项错误。2.B 解析:由题意可知,杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码时 ,左端力和力臂的乘积大于右端力和力臂的乘积,故 B 项正确。3.D 解析:若将动力的方向改为沿虚线方向,动力臂减小,要使杠杆在水平位置保持平衡,则动力增大。4.D 解析:根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 可知,杠杆倾斜
7、不是由力的大小决定,而是由力与力臂的乘积的大小决定,哪一方的乘积大,就向哪一方倾斜,故 D 项正确。5.A 解析:A 项中钢丝钳在使用过程中 ,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;B、C、D 三项中的生活用具在使用过程中,动力臂小于阻力臂,均是费力杠杆。6.A 解析:从题知,OA 处于水平位置 ,G1 对杠杆的拉力为竖直向下 ,所以 G1 对杠杆拉力的力臂即为杠杆 AO 的长度,G 2 对杠杆拉力的方向也是竖直向下 ,但 OB 不是处于水平,所以G2 对杠杆拉力的力臂小于 OB 的长度。根据杠杆的平衡条件 :F1l1=F2l2 可知,力与相应的力臂成反比关系,它们的杠杆示意图如图所示,因为 AO=B
8、O,所以 lOAlOB,所以物体的重力G1G2。7.答案:40 费力解析:由题图可知,当杠杆在水平位置平衡时 ,物体对杠杆的阻力为 F2=30N,拉力为动力F1,动力臂为 l1=OA=0.3m,阻力臂为 l2=OB=0.4m,由杠杆平衡条件可知 ,F1= =40N,由于 l1l2,所以这是一个费力杠杆。221=300.40.38.答案:30N 不变解析:杠杆在水平位置平衡时 ,动力臂是阻力臂的两倍,则动力是阻力的一半,故力 F 的大小是 30N;如图所示,C 是 OB 的中点,BECD,则 D 是 OE 的中点,即 OE=2OD,故 F= G=30N,12所以将杠杆从 A 位置匀速提升到 B
9、位置的过程中,力 F 的大小不变。9.答案:(1)右 力臂(2)1(3)B解析:(1)由题图可知,左边下降,所以应将右端的平衡螺母向右移动。当杠杆水平时,杠杆与重力的方向垂直,力臂在杠杆上,这样容易测量力臂的大小。(2)由实验可知,动力动力臂= 阻力阻力臂,所以空格处的数据应为 1。(3)在实验中,既改变了力的大小,又改变了力臂的大小,并测量了多次,所以 A、C、D 三项错误; 力臂的大小与支点到力的作用点的距离并不一定相等,力臂的大小是由支点及力的方向决定的,当力的方向发生变化时,力臂也会变化,故 B 项正确。10.答案:如图所示。解析:根据杠杆平衡的条件,若要使力 F 最小,则需要其力臂最长,当力 F 垂直于 AOB 的时候力臂最长,此时 F 最小。
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