一、学习目标:
1.知道什么是杠杆及杠杆的五要素,会画动力臂和阻力臂。
2.理解杠杆的平衡条件,能利用杠杆的平衡条件解决简单的问题。
3.能区分定滑轮和动滑轮,能根据要求组装简单的滑轮组、处理简单的问题。
二、课前复习
考点一 杠杆五要素和平衡条件
1.杠杆的五要素和平衡条件
| 定义 | 一根硬棒,在力的作用下绕着______转动的硬棒叫做杠杆 | |
| 五要素 | ||
| 支点 | 如图所示,杠杆绕着_____,用字母____表示 | |
| 动力 | 如图所示,使杠杆______的力,用字母____表示 | |
| 阻力 | 如图所示,_____杠杆转动的力,用字母____来表示 | |
| 动力臂 | 如图所示,从支点到_______的_____,用字母l1表示 | |
| 阻力臂 | 如图所示,从支点到_______的_____,用字母l2表示 | |
| 探究杠 杆平衡 条件 | 探究 过程 | 实验前调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的是消除杠杆自身重力对实验的影响,实验中使杠杆在水平位置平衡,目的是方便从杠杆上直接读出力臂 |
| 结论 | 动力×动力臂=阻力×阻力臂 | |
| F1l1 = F2l2 | ||
| 说明 | 为了消除实验中错误的结论: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,可用弹簧测力计代替一侧钩码斜拉杠杆 | |
2.杠杆的分类
| 力臂关系 | 力的关系 | 距离关系 | 实例 | |
| 省力杠杆 | L1 ___ l2 | F1 ____F2 | 省力,____ 距离 | 羊角锤、起子、撬棒等 |
| 费力杠杆 | L1 ____l2 | F1______ F2 | _____,省距离 | 钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等 |
| 等臂杠杆 | L1 ____l2 | F1 ____F2 | 不省力,不费力 | 天平、定滑轮等 |
考点二 滑轮
| 比较 分类 | 定滑轮 | 动滑轮 | 滑轮组 |
| 示意图 | |||
| 定义 | 中间的轴________的滑轮 | 和重物一起_______的滑轮 | 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组 |
| 实质 | _______杠杆 | 动力臂为阻力臂倍的杠杆 | |
| 特点 | 不能__________但是能改变_________ | 能省_________的力,但不能改变________ | 在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下,F=__________ |
| .距离的 关系 | ___________ | ____________ | ______________ |
题型解析
题型一:关于杠杆的概念
例1.下列有关杠杆的说法中正确的是( )
A杠杆一定是直的。B杠杆的支点一定在杠杆的中间。C有力作用在杠杆上,这个力的力臂就一定不为零。D动力和阻力的受力物体都是杠杆。
题型二:力臂的画法
例2.如图,画出杠杆的动力臂和阻力臂
解题方法:理解力的作用线:过力的作用点沿力的方向的直线。紧扣力臂的概念。按下面的步骤画力臂(1)找支点(2)作力的作用线 (3)过支点向力的作用线做垂线 (4)标箭头(5)标字母
题型三:杠杆分分类问题
例3.下图1中,属于省力杠杆的有________________ 属于费力杠杆的有__________________
属于等臂杠杆的有____________________
方法点拨:先确定支点,然后根据作力臂的方法判断力臂的大小,然后分类。
题型四:最大力臂问题
例4:如图所示,要把球滚上台阶所用得力最小,
画出所用的最小的力的方向及作用点
解题方法:(1)确定支点和动力作用点;(2)得到最长的线段;
(3)作垂直的直线;(4)确定动力方向
【练习】如图3,一圆柱形铁桶放在水平地面上,欲使其C点稍稍抬离
地面,则在B处施加一最小动力,该怎样作出?
题型五、杠杆平衡条件的计算:
例5.如图所示,杠杆可绕O点转动,已知OA=BC=20厘米,AB=30厘米,B点悬挂一重物G,在C点施10N的力,使轻杆在图示位置平衡。问:在B处最多能吊起多重的物体?
解题方法:画出力臂,根据杠杆的平衡条件分析
题型六:力的大小变化问题:
例6.如图所示的杠杆正处于平衡状态,现将弹簧秤改为沿斜
上方用力拉,要使这个杠杆仍保持平衡,弹簧秤的示数将( )
A、增大 B、不变 C、减小 D、无法判定
解题方法:画出力臂,找出不变量和变化量,根据杠杆的平衡
条件分析
题型七:滑轮组问题:
例7.手边有两个定滑轮和两个动滑轮,一条绳子最多承受300牛顿,应该怎样组装滑轮组使这条绳子能提起1400牛顿的重物?(滑轮组的重力不计)
【练习】程跃要提起重800N的物体,但是他的最大拉力只有300N.于是,他找来了一些滑轮,想利用滑轮组提起这个重物。已知每个滑轮重20N,程跃想站在地上向下拉绳,他最好选择图中_______滑轮组来提起重物(选填“a”、“b” 或“c”)。请在所选的图中画出正
确的绕绳方法。
方法点拨:1.最少股数2.拉的位置3.奇动偶定
强化训练
1.下列关于杠杆的说法中正确的是( )
A动力和阻力的作用点一定在支点的两侧 B动力和阻力的作用线都过杠杆的支点
C动力和阻力使杠杆转动的方向相反 D动力和阻力的方向一定相反
2. 如图所示的简易起吊装置,要求在图中画出杠杆的动力臂和阻力臂
3.按照题目所给的省力条件,画出各滑轮组的绕线方法,其中G为物重,G′为动滑轮的重力,F表示人对绳的自由端的拉力,见图4。
4.使用如图杠杆提升重物G(杠杆顺时针方向转动),
在OB达到水平位置之前的过程中,若力F的方向始终
保持与OA垂直,则力F的大小将( )
A、逐渐减小 B、逐渐增大 C、不变 D无法确定
5.如图所示,站在小车上的男孩在绳子末端施加50 N的水平拉力F,物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动,物体M速度为 m/s,小车速度为 m/s,则地面对物体M的摩擦力为 N;2 s后绳子自由端移动的距离为 m。(不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦)
四、达标测试
1.如果杠杆的动力臂是阻力臂的5倍,那么当杠杆平衡时,阻力就是动力的_____倍,使用此杠杆可以省_____。
2.杠杆平衡时,下列说法正确的是( )
A阻力越大,动力一定越大。B阻力臂越短,动力臂一定越长。
C阻力和阻力臂的大小一定时,动力臂越长,动力一定越小。D动力臂和阻力臂一定是相互垂直
3.图中正在使用的机械,属于费力杠杆的有 ( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
B.4.画出图3中各力的力臂
5.如图所示,O是支点,在B端挂一重物,为使杠杆水平平衡,要在A端施加一个力,下列说法
正确的是( )
A.F1最小 B.F2最小
C.F3最小 D.一样大
6.如图所示:OA是轻质杆,B位于OA中心,悬挂
有重物G=50牛,A端自始至终受到一个水平方向的拉力F
使杆慢慢转动而将重物提高,则此过程中力F的大小变化
是( )
A、逐渐变大B、逐渐变小C、保持不变D、无法判断
7.用图6所示装置,打捞沉没在水中的钢材。若钢材的总质量是780千克,匀速提升水中钢材时需用多大的拉力F?(不计摩擦和动滑轮的重力)下载本文