【教案】人教版初中物理杠杆_教案 9页

学习必备欢迎下载第4节、杠杆知识点1杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：①杠杆可直可曲，形状任意。不一定是“棒”。②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。杠杆的五要素：①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O表示。杠杆转动时，支点是相对固定的。②动力：使杠杆转动的力。用字母F1表示。l1l2③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。O说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反F1F2④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。例1：判断下列物体中，哪些属于杠杆（）A.夹取物体的镊子B.拔铁钉的羊角锤C.杂技演员手中的水流星D.打气筒中的活塞杆例2：关于杠杆的下列说法中正确的是（）A.杠杆必须是一根直棒B.杠杆不一定要有支点C.杠杆可以是直的，也可以是弯的D.作用在杠杆上的两个力总是使杠杆向相反的方向转动画力臂方法：⑴找支点O；⑵画动力和阻力（实线），如果需要延长力的作用线（虚线）；⑶画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；⑷标力臂（大括号）。一找支点、二画线、三连距离、四标签。例1：（10荆州）如图所示，粗细均匀的棒一端搁在地上，另一端与支点O连接。请在图中作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图，并画出重力的力臂。例2：（10德州）如图所示，轻质杠杆可绕O转动，杠杆上吊一重物G，在力F作用下杠杆静止在水平位置，l为F的力臂，请在图中作出力F的示意图及重物G所受重力的示意图。lO例1图例2图例3：（10宜宾）为了让第41届世界博览会在上海如期举行，近二百个展馆倾注了建设者的心血．建筑工地上随处可见各式各样的起重机，图6为一种常见的“桅杆式起重机”，其中起重臂部分可以看成杠杆，O点为支点．请在图的原理简图中画出F1、F2的力臂L1、L2．精品学习资料可选择pdf第1页，共9页-----------------------\n学习必备欢迎下载例4：（10长春）图6所示是盆栽植物的支撑架，O为支点，请画出力F的力臂L。例5：轻杆A端挂重物，OA在绳子拉力作用下保持平衡，画出绳对A点的拉力及力臂。例6：在图中杠扦画出：①所受重力G的示意图；②所受拉力F的力臂L。例6图例7图例7：如图所示，当人曲臂将重物端起时,人的前臂可以看作一个杠杆。请在示意图上画出F1和F2的力臂。例8：按照题目要求作图：在图甲中画出物体A所受重力的示意图和拉力F所对应的力臂l．例8图例9图例9：请画出图中动力F1的力臂L1。知识点2杠杆平衡条件杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。实验注意事项：（1）实验前，应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。（2）实验过程中，不要再移动平衡螺母，以免破坏原来的平衡。（3）加减砝码之后，要使杠杆在水平方向恢复平衡。结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2也可写成：F1/F2=l2/l1解题指导：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆O精品学习资料可选择pdf第2页，共9页-----------------------\n学习必备欢迎下载示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）例1：某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示。他的重心在A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为N。例2：在做实验“杠杆平衡条件”时，首先调节，使杠杆在水平位置平衡；当左侧钩码处于图示位置Ａ时，应将右侧的钩码向移动，使杠杆在水平位置平衡。例3：小明和小华玩跷跷板，当小明坐在离支点2m处时，刚好能撬动小华，此时跷跷板在水平位置平衡．设小明体重为G1，小华体重为G2（G1＜G2），则小华离支点的距离为m．若两人再拿同样重的铁球，则（填“小明”或“小华”）将下降．解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大。要使动力臂最大需要做到：①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。例1.一根重100N的均匀直铁棒放在水平地面上，抬起一端所需最小的力是（）A.50NB.75NC.25ND.100N例2（10德州）如图3所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用OF4的四个力中，最小的是（）F3A．F1B．F2C．FAF23D．F4例:3.(2010江苏南通中学高三一模)如图13-4-1所示，有一根均匀铁棒，F1图3长为L，OA=L/4，重力G=600N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为________N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为________N。图13-4-1杠杆的应用：结构名称特点应用举例特征精品学习资料可选择pdf第3页，共9页-----------------------\n学习必备欢迎下载动力臂省力撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢大于省力、费距离杠杆丝钳、手推车、花枝剪刀阻力臂动力臂费力缝纫机踏板、起重臂小于费力、省距离杠杆人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆阻力臂等臂动力臂等于不省力、不费力天平，定滑轮杠杆阻力臂说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。例1：下图13-4-2工具中，省力杠杆是_____________________；费力杠杆是__________；等臂杠杆是__________。图13-4-2例2：.:右图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于杠杆（选填“省力”或“费力”）．设车箱和泥土的总重G=1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是m，F的大小至少是。F例3：如图所示，O是杠杆的支点，为了提高重物，用一个跟杠杆始终保持A垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，在这个过程中，则（）GA.杠杆始终是省力的B.杠杆始终是费力的0.4m1.6mC.杠杆始终是等力的D.以上说法都不对巩固提高1.下列说法中正确的是（）A.杠杆是一种省力的机械B.杠杆的长度总等于动力臂与阻力臂之和精品学习资料可选择pdf第4页，共9页-----------------------\n学习必备欢迎下载C.从支点到力的作用点之间的距离叫做力臂D.杠杆可以是直的，也可以是弯的2.某工人将木头一头抬起，另一头支在地上，在匀速上抬的过程中，该人所用的力的方向始终竖直向上，那么力的大小将（）A.逐渐减小B.逐渐增大C.保持不变D.先减小后增大3.画出渔民扳鱼网的杠杆示意图（图13-4-7）。图13-4-74.如图13-4-7中，动力臂80cm，阻力臂2m，当人作用力是200N时，鱼网及鱼总重多少？（不计竹竿的质量）。5.如图13-4-8所示是一弯曲的杠杆，O是支点，OB=CA=4cm，OC=3cm。在B点挂一重物G=10N，在A点加一力，要使杠杆平衡，力F最小值为多大？-6.如图13-4-9所示，判断杠杆在匀速转动时，始终与杠杆垂直的力F的变化？图13-4-97.一把杆秤不计自重，用来称质量是2kg的物体，提纽到秤钩距离是4cm，秤砣质量是250g，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少千克的物体？精品学习资料可选择pdf第5页，共9页-----------------------\n学习必备欢迎下载8.如果已知弹簧秤对杠杆拉力的力臂与钩码对杠杆拉力的力臂之比为7∶3，弹簧秤的读数是4.2N，杠杆重力忽略不计，那么钩码多重？第5节其他简单机械知识点1滑轮定滑轮：l2l1①定义：中间的轴固定不动的滑轮。②实质：定滑轮的实质是：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(不计轮轴间摩擦）F=GF2F1绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=重物移动的距离SG(或速度vG)动滑轮：F1①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，l1也可左右移动）②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。l2③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。F211④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=2(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)滑轮组①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向1③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=nG。只忽略轮轴间的摩擦，则1拉力F=n(G物+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动)/F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。例1：定滑轮实质是________杠杆，不省力也不费力，但是可以改变________的作用方向；动滑轮实质是________________的杠杆，省力________，多费________的距离，不能改变________的作用方向。例2：滑轮组是由________和________组成的，________省力，________改变力的作用方向（选填“能”或“不能”）；若滑轮组由n段绳子吊着物体，则提起物体所用的力是物重的________。例3：希望中学要安装升旗杆，下列简单机械中，适合安装在旗杆顶端的是（）A.杠杆B.动滑轮C.定滑轮D.斜面例4：如图13-5-2所示，通过定滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系是（）A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.一样大精品学习资料可选择pdf第6页，共9页-----------------------\n学习必备欢迎下载例5：要用30N的力刚好提起重40N的物体，下列简单机械中可以采用的是（不计机械本身重和摩擦）（）A.一个定滑轮B.一个动滑轮C.杠杆D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组例6如图13-5-3所示，G=200N，滑轮重G′=40N，要使物体能匀速上升2m，则下列说法正确的是（不计滑轮的摩擦）（）A.F=440N，并向上移动4mB.F=140N，并向上移动4mC.F=440N，并向上移动1mD.F=480N，并向上移动1m例7如图13-5-4，滑轮A上挂一重10N的物体B，C为固定点（地面），当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮A的速度为重物B上升时速度的________，力F应为_______N（滑轮A和绳重及摩擦均不计）。例8如图13-5-5所示，若拉力F=900N，物体A重1500N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是_________N，物体A移动_________m。知识点2轮轴和斜面轮轴：两个半径不同的轮子固定在同一转轴上的装置叫做轮轴。半径较大的叫做轮，半径较小的叫做轴。实质：轮轴是一个可以连续转动的杠杆。特点：由于轮的半径大于轴的半径，因此当动力作用于轮上时，轮轴为省力杠杆；当动力作用在轴上时，轮轴为费力杠杆。例题图13-5-1所示，标出了轮半径和轴半径，物体的质量都相同，则最大拉力是________。图13-5-1斜面：斜面是一种可以省力但是费距离的简单机械原理：Gh=Fl。公式可知，斜面越长，越省力。巩固提升1.如图13-5-6所示，简单机械均不计摩擦，图B中R=2r，其中最省力的是（）精品学习资料可选择pdf第7页，共9页-----------------------\n学习必备欢迎下载图13-5-62.如图13-5-7所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。不计动滑轮重，物重最大的是（）图13-5-7A.G1B.G2C.G3D.G43.如图13-5-8所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3。则（）图13-5-8A.F1＞F2＞F3B.F1＜F2＜F3C.F2＞F1＞F3D.F2＜F1＜F34.如图13-5-9所示，若每个滑轮重均为1N，在绳的自由端用力将重25N的物体匀速提起，不计摩擦，则拉力F=________N。5.使用图所示的滑轮，将重200N的物体M沿水平地面匀速拉动时，物体受到的摩擦力是120N，则拉力F=________N。（绳子、滑轮重及摩擦不计）6.如果物体和动滑轮的总重是90N，用一定滑轮和一个动滑轮组合起来提升这个物体，所用的力可以是_________N和_________N。（不计摩擦）7.如图13-5-11所示四个滑轮组，如果滑轮的重力和一切摩擦及丙组的板重不计，重物G的重力为600N。要将重物匀速提起，四种情况下拉力F分别为F甲=_________，F乙=_________，F丙=_________，F丁=_________。图13-5-11精品学习资料可选择pdf第8页，共9页-----------------------\n学习必备欢迎下载8.如图13-5-12所示，利用定滑轮、动滑轮及滑轮组匀速向上提升重物。已知作用在绳子自由端的拉力F甲=F乙=F丙=50N。则：图13-5-12(1)不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，提升的物重分别是G甲=________N，G乙=________N，G丙=________N。(2)动滑轮重3N，不计绳与滑轮之间摩擦，提升的物重分别是G甲=________N，G乙=________N，G丙=________N。(3)当物体被提升2m时，绳子自由端移动的距离分别是s甲=_______m，s乙=_______m，s丙=________m。(4)如果物体被提升的速度都是0.2m/s时，绳子自由端移动的速度分别是：v甲=________m/s，v乙=________m/s，v丙=________m/s。9.如图13-5-13所示，若加在绳的自由端的拉力F=G/3，试画出绳子的绕法。图13-5-1310.如图13-5-14所示，当水平拉力F为20N时，刚好使放在水平地面上的200N的物体匀速直线运动，求物体与地面的摩擦力。图13-5-14411.一根绳子只能承担5000N的力，用它提起1.8×10N的重物，应选什么样的滑轮组？怎样绕线？画出绕线图。精品学习资料可选择pdf第9页，共9页-----------------------