初二物理简单机械之杠杆教案.docx
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初二简单机械之杠杆教案
l知识精解
杠杆
杠杆的概念及五要素
杠杆的平衡条件
杠杆的分类及其应用
一、杠杆的定义及五要素
定义:
杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒。
所谓硬棒,就是要求在使用时棒不会变形,至于棒的形状则并非一定要求是直的,比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆。
注意:
所谓动力与阻力并无严格区别。
千万不能理解成力臂为支点到力的作用点的长度.
二、怎样正确理解力臂的概念?
1、画力臂的一般步骤
(1)确定支点O.
(2)画好动力作用线及阻力作用线.画的时候可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,则支点到垂足的距离就是力臂.
(4)最后用大括号勾出力臂,在旁边标上字母l1或l2,分别表示动力臂或阻力臂。
2、关于力臂的概念,要注意以下几点:
(1)力臂是支点到力的作用线的距离,
(2)作用在杠杆上的力的大小,若作用点不变,但力的方向改变,那么力臂一般要改变。
(3)支点一定在杠杆上,力臂不一定在杠杆上,
(4)若力的作用线过支点,则它的力臂为零.
三、杠杆平衡及平衡条件
1、杠杆平衡的标志————杠杆保持静止不动或匀速转动。
2、杠杆平衡的条件是:
即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。
3、研究杠杆平衡的实验
注:
(1)、杠杆必须在水平位置平衡
(2)、如用弹簧测力计应沿竖直方向
四、杠杆的分类判断技巧:
①根据力臂大小关系②根据实际应用
省力杠杆L1>L2F1<F2费力省距离如:
撬棒、起子、钢丝钳、刹车杆
等臂杠杆L1=L2F1=F2不省力也不省距离如:
天平、定滑轮
费力杠杆L1<L2F1>F2费距离省力如:
钓鱼竿、理发剪、缝纫机脚踏板
五、最省力力臂的画法__---连接力的作用点与支点,过作用点作连线的垂线为力的作用方向,此时的力臂最大。
六、杠杆转动方向的判断————杠杆将向着力矩大的方向转动
法一:
比差法法二:
极端思维法
七.力臂和力的变化
l经典例题
【例1】画出下列图中所示的杠杆(支点为O)的力臂。
甲
★解析
【例2】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/cm
1
0.5
8
1
4
2
6
1.5
8
在本次实验课的总结中,老师提出了这样一个问题:
如下图所示,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。
【例3】扁担长m,两端物体的重力分别为G1=500N,G2=300N。
若不考虑扁担的重力。
⑴人的肩头应在什么位置,扁担才平衡?
⑵若扁担两端同时增加G=100N的重力,肩头应在什么位置?
图12-21
【例4】一把杆秤不计自重,提纽到秤钩距离是4cm,秤砣质量250g.用来称质量是2kg的物体,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kg的物体?
(如图12-21所示)
【例5】如图12=20所示是一个指甲刀的示意图,它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成,用指甲刀剪指甲时,下面说法正确的是()
图12-20
A.三个杠杆都是省力杠杆
B.三个杠杆都是费力杠杆
C.ABC是省力杠杆,OBD、OED是费力杠杆
D.ABC是费力杠杆,OBD、OED是省力杠杆
图12-18
【例6】如图12-18所示,O为杠杆AC的支点,在B处挂一小球,AO=OB=BC,为使杠杆在水平位置平衡,画出施加在杠杆上最小动力F1的力臂L1并标出F1的方向。
【例7】一根长为的均匀木条,支点在中点时正好平衡,如果把其左端的一半锯下迭放在剩余部分上面(如图)木条还能保持平衡吗?
为什么?
比差法
图
【例8】如右图所示杠杆平衡,如将两物体向中间平移相同距离杠杆还平衡吗?
若将杠杆两物体同时减少同样的重力杠杆还平衡吗?
图12-16
【例9】如图12-16所示,用始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,阻力G的力臂,动力F;若所用的力始终竖直向上,则动力F。
(填“变大”或“变小”“不变”)
图12-17
【例10】如图12-17所示,一根重木棒在水平拉力F的作用下以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中,若动力臂为l,动力与动力臂的乘积为M,则()
A.F增大,l增大,M增大B.F增大,l减小,M减小
C.F增大,l减小,M增大D.F减小,l增大,M增大
l课堂练习
图12-24
1.作用在杠杆上的动力为50N,阻力为600N,杠杆恰好平衡,则杠杆的动力臂和阻力臂之比为 。
2.如图12-24所示,杠杆每小格的长度相等,质量不计,以O为支点.杠杆的左端挂有物体M,支点右边的A处挂钩码,杠杆平衡.若将支点移到B点,要使杠杆重新平衡,在A点应挂个相同的钩码。
图12-25
3.如图12-25所示,AB为一根质量不计的细棒,用绳在O处吊起,当A、B两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡.若OA=0.8m,OB=0.4m,甲的质量为10kg,则乙的质量为kg.
4.下列工具中,属于省力杠杆的是 ()
A.夹邮票用的镊子 B.理发师修剪头发用的剪刀
C.剪铁丝用的钢丝钳 D.钓鱼用的鱼竿
5.如图12-26所示的杠杆中,动力的力臂用L表示,图中所画力臂正确的是()
图12-26
6.在图12-27中画出力F1和F2的力臂.
图12-28
7.如图12-28,工人师傅用吊车搬运集装箱.集装箱重G=2×104N,支撑杆对吊车臂的支持力为F.在图中画出集装箱所受重力的示意图和支持力F对转动点O的力臂.(题型一)
图12-27
图12-29
8.工人剪铁皮时,有时用两根铁管套在剪刀柄上(如图12-29),这是什么道理?
9.在研究“杠杆的平衡条件”实验中,有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”。
他们经过实验,获得了下述数据:
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
4
5
5
4
于是,他们认为自己的猜想得到了验证。
你认为他们的实验过程存在什么问题?
图12-30
10.图12-30中,OB为轻质杠杆,OA=60cm,AB=20cm。
在杠杆的B端挂一个所受重力为60N的重物,要使杠杆
在水平位置上平衡,在A点加一个多大的竖直向上的拉力?
l课后作业图12-38
1.密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一,当B端挂5N的重物户时,直尺的A端刚刚开始翘起,如图12-38所示,则此直尺受到的重力是()
A.2.5NB.5NC.10N D.无法确定
2.根据使用情况的不同,杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆三类。
省力杠杆的特点是:
,距离;费力杠杆的特点是:
,
距离;等臂杠杆的特点是:
。
3.如图9-4所示,杠杆处于平衡状态。
根据问题作出下列选择:
A.杠杆保持平衡
B.将顺时针转动
C.将逆时针转动
D.无法确定转动方向
(1)若将两边的钩码都向支点移动一格,那么观察到的现象将是()
图9-4
(2)若在两边再各加挂一只钩码,那么观察到的现象将是()
4.如图9-23所示,一根轻木条左端放一支较矮的蜡烛,右端放一支较高的蜡烛,两支蜡烛一样粗细,在O处将木条支起,木条能在水平位置平衡。
同时点燃蜡烛,点燃后燃烧速度相同。
那么,在燃烧过程中,木条()。
A.始终保持水平B.左端会下沉C.右端会下沉
图9-25
5.如图9-24,要在杠杆的A端作用一个最小的力F使杠杆平衡,在图中画出这个力的力臂L及这个力的示意图。
图9-24
图9-23
6.图9-25所示,两个小孩正在玩跷跷板。
现在是女孩把男孩跷起来了。
如果你是那个男孩,你有什么最简单的办法把女孩跷起来呢?
课堂小结
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- 关 键 词:
- 初二 物理 简单机械 杠杆 教案