上海初二物理杠杆教案Word文件下载.docx
- 文档编号:21662330
- 上传时间:2023-01-31
- 格式:DOCX
- 页数:81
- 大小:2.40MB
上海初二物理杠杆教案Word文件下载.docx
《上海初二物理杠杆教案Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《上海初二物理杠杆教案Word文件下载.docx(81页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
②画力的作用线(虚线)。
③画力臂(虚线,支点到力的作用线的距离)。
2、杠杆的平衡
1.运动的平衡
(1)平动的平衡
静止或匀速直线运动
(2)转动的平衡
静止或绕定点匀速转动
2.杠杆的平衡条件
杠杆处于静止或绕支点匀速转动时,都叫杠杆平衡。
3.分类
省力杠杆:
动力臂大于阻力臂;
(省力但费距离,实例:
切纸机、钢丝钳、道钉撬、园艺剪刀、扳手、起子)
费力杠杆:
动力臂小于阻力臂;
(费力但省距离,实例:
理发剪、手臂、筷子、船桨、镊子)
等臂杠杆:
动力臂等于阻力臂。
(既不省力也不费力,既不省距离也不费距离,实例:
家用剪刀、天平、摩天轮、定滑轮、跷跷板)
注意:
①省力和省距离不能兼顾。
②各类杠杆的选择:
选择的原则是按人力允许的条件,从有利于生产出发,不要误认为使用机械都是为了省力。
例1.把重4N与16N的两物体分别挂在粗细均匀的轻质细棒左右两端,在细棒上某处用一细线提起它时,恰好能水平静止,则左右两端力臂之比是多大?
【变形】如上题,在左右两端同时增加一个相同的ΔF后,杠杆还能保持平衡吗?
如不平衡,将发生什么现象?
练习:
(1)若把上题中F左、F右同时减少相同力ΔF;
(2)若把上题中F左、F右同时向支点移动相同距离ΔL;
(3)若把上题中F左、F右同时远离支点移动相同距离ΔL;
分别求出三种情况下杠杆将怎样变化?
考点一:
杠杆五要素的判断及作图
例1.找出图8中各杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。
(a)镊子;
(b)加厚钉书机;
(c)道钉撬;
(d)缝纫机踏脚板。
例2:
杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。
护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆,由图5可知它的支点是点(填“A”、B”或“C”),在匀速拉起时,它属于一个______杠杆(填“省力”或“费力”),并在图中画出动力臂L1。
例3.
1.画出图中杠杆所受各力对于点O的力臂(不计杠杆所受的重力)
2.如图中均匀直棒OA可绕O点转动,请分别画出水平拉力F和重力G的力臂.
3.试在图上画出F1和F2的力臂
考点二:
探究杠杆平衡条件的实验
探究:
杠杆的平衡条件
1、探究目的:
探究杠杆平衡条件
2、实验器材:
带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧秤、钩码若干、细线
三、实验步骤:
(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(目的:
便于直接从杠杆上读出力臂)
(2)在杠杆的左端用细线悬挂一定量的钩码,以其对杠杆的拉力为动力;
在右端挂上相应钩码获得阻力,并移动其在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡。
记下动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l
2的数值。
(3)改变钩码的数量和位置,重复步骤
(2),记录第二组数据。
(4)在杠杆的左端用细线悬挂一定量的钩码,以其对杠杆的拉力为动力;
在动力的同侧以弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使之水平平衡,记录第二组数据。
(5)重复步骤(4),记录第四组数据。
思考:
(1)我们把支点放在质地均匀的杠杆中间,目的是?
避免杠杆自身重力对杠杆平衡的影响。
(杠杆重心在支点上)
(2)弹簧测力计不能倾斜的原因?
支点与力的作用点的连线不再等于力臂大小。
四、数据记录:
实验数据记录表如下:
次数
动力
F1(N)
动力臂l1(cm)
动力×
动力臂
(N﹒m)
阻力F2(N)
阻力臂l2(cm)
阻力×
阻力臂(N•m)
1
2
3
五、分析论证:
根据实验记录数据,探究结论是:
动力¡
Á
动力臂=阻力¡
阻力臂
公式表示:
F1L1=F2L2
例1
在探究杠杆的平衡条件实验中:
①小军将杠杆放在水平桌面上,发现杠杆左端下倾。
那么他应将杠杆右端螺母向______(填“左”或“右”)调节一些,使杠杆在位置平衡。
②实验时只有8个相同的钩码,杠杆上画有均匀的格子,当在A点挂4个钩码如图4所示,则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡?
(请设计两种方案)
答:
①____________________________
②____________________________。
例2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
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?
答:
(1)必须在多次实验的基础上得出结论,这样才能避免实验结果偶然性出现。
(2)单位不同的两个物理量不能直接相加
例3某同学研究杠杆的使用特点,他先用弹簧测力计直接提三个钩码。
然后在杠杆上挂三个相同的钩码,且保持位置不变,他三次用弹簧测力计提着杠杆使杠杆水平静止,研究过程如图10所示,请仔细观察图10中的操作和测量结果,然后归纳得出初步结论。
(1)比较图(a)、(b)[或(a)、(c)或(a)、(d)],可知:
。
(2)比较图中(b)、(c)、(d)可知:
例4.在学习了杠杆的“支点、动力和阻力”三个要素后,某小组同学进行探究杠杆平衡条件的实验,实验装置如图所示.他们在杠杆的一侧挂上钩码,以钩码对杠杆的拉力为阻力,保持阻力大小、方向和作用点的位置不变,在杠杆的另一侧用力(视为动力)将杠杆拉到水平位置平衡.他们或改变动力作用点到支点的距离、或改变动力与杠杆的夹角(即动力的方向,已知θ<90°
).当杠杆在水平位置平衡时,动力的大小如图中测力计所示.请仔细观察实验操作和测量结果,归纳得出初步结论.
①分析比较图中(a)和(b)的实验过程及相关条件可知:
在阻力大小、方向和作用点位置不变的情况下,杠杆平衡时,。
②分析比较图中(a)和(c)的实验过程及相关条件可知:
答案:
当动力的方向相同时,动力作用点到支点的距离越大,动力越小;
当动力作用点到支点的距离相同时,动力与杠杆的夹角越小,动力越大.
【课堂练习】
1、在“研究杠杆平衡条件”实验中:
(1)实验前出现图甲所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向
调(填“左”或“右”)
啊A
甲乙丙
(2)实验过程中出现图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩
码向(填“左”或“右”)移动 格。
(3)图乙中杠杆水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将 。
(填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”)
(4)如图丙所示的案秤是个不等臂杠杆,请你根据杠杆的平衡条件,说明用几个不重的砝码就能平衡盘中重得多的货物的道理 。
2、甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时,分别得到下面两组数据和结论。
他们在交流时,甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。
你认为甲组产生错误的原因有那些?
甲组
乙组
阻力
阻力臂
7
14
6
8
10
结论
动力+动力臂=阻力+阻力臂
动力臂=阻力
甲组产生错误的原因:
3、小森在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)把杠杆挂在支架上,观察到枉杆左端下沉,当他去调节螺母时,发现两
侧螺母已丢失,聪明的小森______〔“左,或“右”〕侧末端缠些透明胶就使
杠杆在水平位置平衡了。
(2)某次测量中,如图16所示的杠杆已处于平衡状态。
若小森在两边钩码下方
各拿走两个钩码,杠杆______(“左”或“右’)端将下沉。
为使杠杆恢复水平平衡,
小森应将左侧剩余的两个钩码移至____________处。
4、(6分)在验证杠杆平衡条件时,某实验小组得到了如图9-15所示的杠杆平衡状态。
已知每个钩码的质量均相等:
(1)若钩码所挂位置不动,将左边的钩码去掉一个,为使杠杆仍然保持平衡,右边的钩码该拿掉个;
(2)由此,总结出杠杆的平衡条件为:
5、图8是小华同学探究杠杆平衡条件的实验装置。
(1)请你在图8中画出钩码受到重力G的示意图和此时杠杆受到动力F1的力臂l1;
(2)现在小华同学想使杠杆在水平位置平衡,以便测量力臂,她可以采取的做法是:
(写出一条即可);
(3)右表是小华得到的一组实验数据,由此她得出
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
3
4
“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。
你认为她的
实验结论是否正确?
如果不正确,造成错误的原因是什么?
。
7、(5分)在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆右端下沉,如果将杠杆右侧的平衡螺母向左调到头了,杠杆右端仍下沉,此时应将杠杆左侧的平衡螺母向_________调,直到杠杆在水平位置平衡为止。
(2)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6N、l1=20cm、F2=4N和l2=30cm。
该同学根据这些数据能否得出探究结论?
_________。
理由是:
___________________________________________________________。
(3)使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验,也能得出杠杆平衡条件。
这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较,你认为哪种实验方案好并说明理由:
____________________________________________________。
(4)如图15所示,杠杆在水平位置平衡。
如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码,则杠杆_________端将下沉。
8、(4分)在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)首先,调节杠杆两端的,使杠杆两端在不挂钩码时,保持水平并静止,达到状态。
(2)如图13所示,杠杆每格长度相同,杠杆的a处已挂着2个0.5N的钩码,要使杠杆平衡,则应在杠杆的处,挂上个0.5N的钩码。
9、在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,采用如图15所示的装置。
(1)实验时,应先调节平衡螺母,使杠杆在_____________位置平衡。
(2)若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀,每个钩码质量都相同,在C点挂2个钩码时,在D点应挂_________个钩码,杠杆才能恢复平衡。
(3)若钩码所挂位置不动,将左边的钩码拿掉一个,要使杠杆仍保持平衡状态,应将右边的钩码拿掉个。
(1)由此,总结出杠杆的平衡条件为:
__________________________。
10、在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,某同学记录了三次实验数据如下表:
实验次数
动力臂L1/m
阻力臂L2/m
2.0
0.04
4.0
0.02
1.0
0.5
0.01
2.5
0.03
1.5
0.05
(1)这三次实验数据中有一次是错误的,错误数据的实验次数是,由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是。
(2)如下图所示,当在A处挂了三个钩码时,要使杠杆平衡,应在C处挂个钩码。
(3)若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点,如图所示,杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa,若在A点斜向上拉,杠杆要求在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为Fb,则FaFb(填“大于、小于、等于”)。
11、某同学在做实验时,用弹簧秤拉住杠杆使杠杆水平平衡,发现动力臂和阻力臂的大小会影响到弹簧秤示数(动力的大小),该同学想了解动力臂和阻力臂的大小是如何影响动力大小。
研究过程如图9所示,每个钩码的重是相同的,测量结果是F3<
F1<
F4<
F2。
。
(1)比较图(a)与(b)或[(c)与(d)]两图可知:
;
(2)比较图(a)与(c)或[(b)与(d)]两图可知:
参考答案:
1)
(1)右;
(2)右,2;
(3)顺时针转动;
(4)大于;
(5)如图19丙所示,设被称量货物的重力为G1,其力臂为L1,砝码的重力为G2,其力臂为L2,由杠杆平衡条件G1L1=G2L2 L1<L2 G1>G2
2)甲组的错误:
(1)不同单位的物理量不能相加。
(2)这四个物理量中的三个,它们的数据都应任意设定,不能有任何人为设置的规律。
(3)没有进行多次测量并从中找到普遍规律。
3)
(1)右
(2)左D
4)
(1)2个
(2)动力×
动力臂=阻力×
5)
(1)图略。
重力示意图(1分);
动力臂(1分)
(2)增大拉力(或弹簧测力计向左移动、钩码向左移动)(2分)
(3)不正确(1分);
因为只测量了一组数据,具有偶然性(不能得出普遍规律);
不同的物理量不能相加(1分)
6)
(1)见右图
(2)①用细绳做成两个绳套,分别拴牢在杠杆的A和B点处,调节杠杆使其在水平位置平衡。
将弹簧测力计的指针调节到零刻度线位置。
②在A点处依次挂1个、2个、3个、4个、5个、6个钩码,在B点处依次竖直向上拉弹簧测力计,分别使杠杆在水平位置平衡。
将每次实验操作中挂在杠杆上的钩码的总质量和相应的弹簧测力计示数记录在表格中。
7)
(1)左(1分)
(2)不能得出探究结论(1分);
因为一次实验获得的数据具有偶然性,不能反映普遍规律(1分)
(3)杠杆在水平位置的实验方案好,便于测量力臂(1分)
(4)右(1分)
8)
(1)平衡螺姆(1分),平衡(1分)
(2)b(或c或e)(1分),4(或2或1)(1分)
9)
(1)水平
(2)4(3)2(4)F1L1=F2L2或动力×
10)
(1)2动力×
阻力臂
(2)6(3)小于
11.
(1)当阻力臂与阻力的大小一定,使杠杆水平平衡,则动力臂越大,动力越小。
(2)当阻力、动力臂的大小相同,使杠杆水平平衡,则阻力臂越大,动力越大。
考点三:
杠杆平衡条件的应用
1.判断杠杆的种类
方法1:
画出杠杆的示意图,然后通过比较动力臂和阻力臂的相对大小来确定.
方法2:
根据杠杆工作的效果来判定它是哪一类杠杆.
例1、用羊角锤拔钉子,羊角锤可以看成一个杠杆,如图甲所示.如果人在柄上A点用力,力的方向与锤柄垂直,说明它是省力杠杆还是费力杠杆.
例2、正常使用下列工具时,哪些属于省力杠杆?
哪些属于费力杠杆?
①剪铁皮的剪刀;
②镊子;
③理发用的剪刀;
④钓鱼竿;
⑤扳手;
⑥开瓶盖的起子.
1、下列杠杆:
①羊角锤②扳手③筷子④钳子⑤理发剪刀⑥铁皮剪刀⑦镊子⑧笤帚⑨铡刀⑩汽车的脚踏板,
省力杠杆有
费力杠杆有(只填序号)
(2)如图是家用脚踏式垃圾桶的结构图,F为装垃圾时开盖用的脚踏板.该装置中,属杠杆部分的有(填字母),省力杠杆是.
2、下列常用的工具中,都属于省力机械的是
A.钓鱼竿,动滑轮B.瓶盖起子,起钉子的羊角锤
C剪铁皮的剪刀,缝纫机踏板D扫地用的大扫帚,剪铁丝的老虎钳
3.下列工具在使用时,属于费力杠杆的是
4.按图所示方法使用的四种工具,属于省力杠杆的是
ABCD
2.定量计算
根据杠杆平衡条件:
F1L1=F2L2公式中一共有四个物理量,已知其中的三个量,就可以求第四个量。
运用该公式计算时注意:
①要准确地画出杠杆的示意图;
②单位统一(即F1与F2、L1和L2的单位要相同)。
例1.小兰和爸爸玩跷跷板,已知小兰和爸爸的体重分别是400N和800N,小兰站在距离支点2m的一侧,则爸爸站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?
例2.大李和小李用长是1.8m的扁担抬重600N的重物,
(1)若大李要承担三分之二的重量,则重物应挂在距大李多远处?
(2)若重物离小李的距离为1m,求大李和小李分别承担的力为多少?
例3.把一个粗细均匀的硬棒一端抬起要用50N的力,则该硬棒重多少牛?
【变形】把一个粗细不均匀的硬棒A端抬起用80N的力,把B端抬起要用100N的力,则硬棒重多少牛?
例3、如图,O为杠杆AB的支点,OA:
OB=2:
3,物块甲和物块乙分别挂在杠杆的A、B两端,杠杆平衡,已知物块甲、物块乙的体积之比是2:
1,物块甲的密度ρ甲=6×
103千克/米3,物块乙的密度ρ乙是多少?
例4.轻杆AB可绕支点O自由转动,A端所悬挂的物体重640牛。
站在水平地面上重500牛的人用竖直向下的力拉轻杆的B端,此时轻杆AB在水平位置上平衡,如图所示。
如果BO=2AO,人的一只鞋的鞋底面积为180cm2,则此人对地面的压强是多少?
1.如图所示,A烛一杠杆,O是杠杆的支点,在A的一端挂一电灯,电灯重100N。
细绳的一端系杠杆的B点,另一端系于竖直的墙壁上的C点,此时杠杆在水平位置上平衡。
已知AO=4m,AB=0.8m,细绳与杠杆之间的夹角是30度(不计杠杆重、细绳重和摩擦),求细绳受到的拉力。
2.如图,AB是一个质量不计的杠杆,支点为O,杠杆AB两端分别挂有甲、乙两个物体,杠杆平衡,已知甲物体的质量是1.5千克,乙物体的质量为4.5千克,AB长2米,则支点O应距A点多少米。
3.1米长的杠杆左端挂GA=80牛的物体,右边挂GB=20牛的物体,要使杠杆平衡,支点应在距左端多少厘米处?
如果两端重物各增加10牛,要使杠杆重新平衡,则支点应向哪一端移动多少厘米?
4.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P时,直尺的A端刚刚开始翘起,如图所示,则此直尺受到的重力是多少?
5.小明的家在农村,暑假期间他会帮家里干一些力所能及的农活。
一天傍晚他去晒场把稻谷挑回家。
扁担长1.61m,前筐重200N,后筐重150N,问小明要平衡地挑起这担稻谷,他的肩膀距离扁担的前端应该是多少cm?
与压强结合(综合):
1.(综合)把物体A放在水平地面上时,它对地面的压强为2700pa;
把A挂在杠杆A端,在B端挂一个质量为2kg的物体B时,杠杆在水平位置平衡,物体A对地面的压强为1200pa,已知OA:
OB=1:
2,;
要使物体A离开水平地面,在杠杆B端所挂物体的质量至少为多少?
2.(综合)如图是锅炉上的保险阀,当门受到的蒸汽压强超过安全值时,阀门被顶开,蒸汽跑出一部分,使锅炉内的蒸汽压强减小,已知杠杆重可以忽略不计,OB与AB长度的比值为1:
3,阀门的面积是3cm2,要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2×
105Pa,试求应将质量为多大的生物挂在杠杆的A点?
(g取10N/kg)
3.金属块M静置于水平地面时,对地面的压强为4.8×
105帕。
如图所示杠杆AB的支点为O,已知OA:
OB=5:
3,将金属块挂在杠杆的A端悬挂质量为m=1千克的物体时,杠杆在水平位置平衡,此时金属块对水平地面的压强为3.2×
105帕;
若使金属块离开地面,那么,杠杆A端所挂物体的质量至少应为_____千克。
(杠杆和绳子的质量忽略不计)
4.金属块甲静止在水平地面上,对地面的压强是5.4×
105Pa。
有一轻质杠杆AB,支点为O,且OA∶OB=5∶3。
将甲挂在杠杆的B端,在A端悬挂质量为4kg的物体乙时,杠杆如图12所示在水平位置平衡,此时金属块甲对地面的压强变为1.8×
当在杠杆A端改挂质量为多少kg的物体时,金属块甲对地面的压力恰好为零。
5.重132牛、横截面积为0.04米2的圆柱体至于水平地面上.在圆柱体的上底面的圆心处系一细绳,细绳的另一端系于杠杆的B端(绳对B点的拉力竖直向下).在杠杆的A端挂衣重16牛的物块时,杠杆在水平位置上处于平衡,如图7所示,已知AO:
OB=2:
1,则圆柱体下表面对地面的压强是(多少?
6、如图所示,甲、乙两个正方体金属块的边长分别为20厘米和10厘米,甲放在水平地面上,地面受到的压强为3.5×
103帕。
已知OA=OB,求:
(1)地面对金属块的支持力是多大?
(2)此金属块的密度是多少?
(g=10牛/千克)
7.如图所示,杠杆在水平位置平衡,OA=20厘米,OB=30厘米,BC=10厘米,物体A的底面积为300厘米2,物体B重60牛,地面对物体A的压强为5000帕,如果将挂物体B的悬点移至C点,此时地面对物体A的压强为多少帕?
8、如图所示,物体A的体积为10-3米3,物体B所受到的重力为180牛,底面积为200厘米2。
把物体A悬挂在A点,当杠杆在水平位置平衡时,物体B对水平地面的压强PB=3×
103帕;
当把物体A悬挂在C点并使它全部浸在水中,当杠杆在水平位置平衡时,物体B对水平地面的压强PB′=1/2PB;
当物体A仍悬挂在C点并使它从水中全部取出,当杠杆在水平位置平衡时,物体B对水平地面的压强刚好为零.已知A、C两点的距离为10厘米,(g=10牛/千克)求:
(1)物体A的密度
(2)杠杆上OA的距离
3.判断杠杆在力的作用下能否保持平衡
(1)若F1L1=F2L2则杠杆能保持平衡;
(2)若F1L1≠F2L2则杠杆不能保持平衡,杠杆将向力与力臂的乘积较大的方向转动。
【例题】
(1)如图,轻质杠杆上挂着7个相同的钩码,这时杠杆恰好平衡.若杠杆的两端再同时增挂一个相同的钩码,则杠杆将会()
A.左端下降B.右端下降
C.杠杆仍然平衡D
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 上海 初二 物理 杠杆 教案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)