人教版初中物理杠杆教案Word格式.docx
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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。
(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。
(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。
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.
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。
)
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。
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。
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.50N B.75N C.25N D.100N
例2(10德州)如图3所示,要使杠杆处于平衡状态,在A点分别作用的四个力中,最小的是()
A.F1B.F2
C.F3D.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,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:
名称
结构
特征
特点
应用举例
省力
杠杆
动力臂
大于
阻力臂
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力
小于
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂
动力臂等于阻力臂
不省力、不费力
天平,定滑轮
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。
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
.:
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。
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( )
A.杠杆始终是省力的
B.杠杆始终是费力的
C.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
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13-4-7
4.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13-4-9
7.一把杆秤不计自重,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?
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:
①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=G
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:
和重物一起移动的滑轮。
(可上下移动,
也可左右移动)
动滑轮的实质是:
动力臂为阻力臂2倍
的省力杠杆。
使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:
F=12G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=12(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
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
③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=1nG。
只忽略轮轴间的摩擦,则拉力
F=1n(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。
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。
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________。
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
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
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4m
B.F=140N,并向上移动4m
C.F=440N,并向上移动1m
D.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( )
图13-5-6
2.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13-5-7
A.G1B.G2C.G3D.G4
3.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13-5-8
A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3
C.F2>F1>F3D.F2<F1<F3
4.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
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13-5-13
10.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13-5-14
11.一根绳子只能承担5000N的力,用它提起1.8×
104N的重物,应选什么样的滑轮组?
怎样绕线?
画出绕线图。
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