学年九年级物理上册 第十一章 简单机械和功导学案新版苏科版doc.docx
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学年九年级物理上册第十一章简单机械和功导学案新版苏科版doc
2019-2020学年九年级物理上册第十一章简单机械和功导学案(新版)苏科版
【学习目标】
1.知道什么是杠杆,有关杠杆的一些名词术语。
2.能从常见的工具中辨认出杠杆的支点、动力、阻力,知道表示它们的符号。
3.会画杠杆的动力臂和阻力臂。
【学习重难点】
重点:
1.力臂的概念2.力臂的画法难点:
力臂的引入和理解
【学习过程】
导入情境设置:
利用课本P2图11-1中的器材,将钉在木板上图钉拔出来,你有哪些方法?
在这些方法中,哪一种方法最方便、省力?
问题一:
什么是杠杆
撬棒手压抽水机铡刀铁皮剪刀
羊角锤托盘天平指甲钳开瓶器
在物理学中,将一根在力的作用下_____________________________________________________称为杠杆。
由上图可知,杠杆__________(填“一定”或“不一定”下同)是直的,__________是硬棒。
你还能举出一个例子吗?
_________________________________________________________________。
问题二:
力的三要素对物体的转动有什么影响?
如图示,杠杆左边挂一个物体重为G,F1的三要素对杠杆平衡有什么影响?
动力臂是指____________________________________________________
阻力臂是指____________________________________________________
注意:
动力和阻力是指_________受到的力,动力和阻力的作用点在______上。
作力臂的步骤:
1.找支点2.画力的作用线3从支点向力的作用线作垂线4.标符号(垂直符号和力臂符号)
例1:
如图所示的杠杆中,动力的力臂用L表示,图中所画力臂正确的是( )
A.B.C.D.
例2:
图甲为用瓶起开启瓶盖的情景,图乙中关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的是()
甲
小结:
力臂__________(填“一定”或“不一定”下同)在杠杆上,动力、阻力_____________在杠杆上。
F3
【巩固练习】
1.力的三要素是__________________,影响力臂的大小是___________________________。
2.如图示,杠杆只有F2作用,杠杆将_____时针转动;杠杆只有F1作用,杠杆将_____转动;
杠杆只有F3作用,杠杆将_____时针转动。
当某个力的_____________________________通过
支点时,即__________,则该力对杠杆没有转动作用效果。
3.杠杆是一种__________,它有五要素,请补画出下图中缺少的动力臂l1、阻力臂l2、动力F1、阻力F2
通过作图你有什么发现:
__________________________________________________________________________
4.根据杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂保持不变时,_______动力臂,可以_______动力,从而实现更省力(填“增大”或“减小”).在图中,_________图的握法更有利于拧紧或松开螺帽.
5.判断正误:
(1)杠杆不一定是直棒。
()
(2)从支点到动力作用点的距离叫动力臂()
(3)利用直棒撬起重物时,用力的方向只能向下()
6.下列关于杠杆的说法中,正确的是()
A、杠杆只可以是直的B、杠杆一定有支点
C、杠杆的支点可以不在杠杆上D、杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和
7.人体内的杠杆大多是由肌肉和骨骼组成的.亲身体会一下,说出每图中的支点动力阻力
A.咬东西B.抬起手臂C.踮起脚尖D.抬头
第11章简单机械与功
第一节杠杆(第2课时)
【学习目标】
1.学会调节杠杆水平位置平衡的方法,知道是杠杠在水平位置平衡的好处。
2.体会探究杠杠的平衡条件实验的过程,理解三次实验的目的,对实验过程、实验方案、实验数据进行分析,会正确地表述杠杆的平衡条件。
3.能根据杠杆的平衡条件联系生活实际对杠杆进行分类。
【学习重难点】
重点:
1、理解杠杆的平衡条件2、能对常用的杠杆进行归类难点:
会用杠杆的平衡条件解决实际问题。
【学习过程】
导入情境设置:
同学们小时候都玩过翘翘板,现在请大家想一想:
如果一个胖子和一个瘦子玩翘翘板,胖子一定会把瘦子压得跷起来吗?
怎样才能让瘦子不被跷起来?
两人在翘翘’板上能否保持水平平衡,静止不动?
这时两人到支点的距离有着怎样的关系?
要想解决这个问题,我们必须要知道杠杆平衡的条件。
问题一:
什么是杠杆的平衡
1.当杠杆处于_______或______________时,我们就说杠杆处于平衡状态。
若杠杆静止在如图1所示的位置,此时杠杆平衡吗?
问题二:
探究杠杆平衡的条件
2.某同学在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)杠杆位置如图所示,实验前,他应先将杠杆两端的平衡螺母向_____右调节,直到杠杆在_____水平位置平衡,这样做的目的是_______________消除杠杆重力对实验结果的影响.
(2)杠杆调节平衡后,在杠杆的A处挂上2个相同的钩码(每只50g),在B处用弹簧测力计沿竖直方向向____下(选填“上”或“下”)拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,这样做的目的是_______________________便于直接读出力臂的大小,此时弹簧测力计的示数为_______1.5N.
(3)如图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长5cm,部分实验数据已记录在下表中.
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
2
20
10
3
1
20
1.5
10
1将表格中的实验数据补充完整.
2小明的第3次实验存在错误,其错误是___________________L1读错了.
3实验中多次测量的目的是_______________________________________________________排除偶然性,便于发现其中的规律.
(4).杠杆平衡条件是:
________________________________,数学表达式为____________或_______________。
问题三:
杠杆使用时一定是省力吗?
3.夹子是我们生活中经常使用的物品,如图给出了用手捏开和夹住物体时的两种情况.
(1)作出甲、乙图AOB杠杆的动力F1,阻力F2,动力臂L1
(2)甲的动力臂_______阻力臂,甲是________省力杠杆,乙的动力臂_________阻力臂,乙是__________费力杠杆(填“省力”、“费力”、“等臂”).
【巩固练习】
1.常说的“重”,在物理中有不同的含义。
如:
您多重的“重”指的是_______;铁比棉花重的“重”指的是_________;杠杆左边重的“重”指的是_________________。
2.如图中,杠杆刚好平衡,若要使A端下降,B端上升,可采用的办法是()
(每个钩码的质量相同)
A.两边各减少一个钩码B.两边各增加一个钩码
C.两边都向左移动相同距离D.两边都向内侧移动相同距离
3.如图中,杠杆的一端A为支点,在它的另一端B用力F将挂在C点的物体抬起使杠杆处于水平状态.已知AC=15cm,CB=60cm,则动力F跟物重G之比是( )
A.1∶4 B.4∶1 C.1∶5 D.5∶1
4.如图3所示,使用中属于费力杠杆的工具是
5.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近,这样做的目的是为了
A.增大阻力臂,减小动力移动的距离B.减小动力臂,减小动力移动的距离
C.增大动力臂,省力 D.减小阻力臂,省力
6.如图所示,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.
7.小明与小华合作做“研究杠杆平衡条件”的实验:
(1)开始时,小明发现杠杆不在水平位置,左端向下倾斜.于是他应该向____右调节左端的平衡螺母,向______(填“左”或“右”)右调节右端的平衡螺母.你认为他这样做的好处是________________________________便于测量力臂.
(2)如图小华将四个重力均为0.5N的钩码挂在杠杆A点后,又将弹簧测力汁钩在杠杆B处的细线上.要使杠杆在水平位置平衡,且弹簧测力计示数最小,则小华应该沿竖直向上_______方向拉弹簧测力汁,此时,小华读出弹簧测力计的示教为_____N.如果将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将_(变大/不变/变小),判断依据_________________________________________________.
小明与小华对实验数据分析后得出结论:
杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂.你认为他们这样就得出结论是否合理?
___________不合理.简述理由:
_________________________________________________________光凭一组数据,不能得出杠杆平衡条件的可靠结论.
(3)下表是小华得到的一组实验数据,由此她得出“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?
结论不正确,因为只用一组数据得到结论,偶然性太大_________________________________________________.
动力F 1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
3
4
4
3
(4)若某次实验如图所示,发现F 1×OB与F2×OA两者并不相等,只是因为_________________________,
由分析可知F 1×OB______F2×OA.(填“>”、“=”、“<”)
(5)探究过程中,在杠杆左端某一固定位置挂一个
重力G=2.5N的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同
的竖直向下的力F,保证杠杆处于平衡状态。
根据多次
测量的F、L数据,画出F和1/L的图线如图乙,由图
乙可得出杠杆平衡的条件是F与L成_____比,根据杠
杆平衡条件,可求出重力G的力臂是______m。
根据题意
你还能找出G、F、L1、L2哪两个物理量的之间的变化关系,请在右边两图中画出这两个物理量之间关系的大致图像
第11章简单机械与功
第一节杠杆(第3课时)
【学习目标】
1.进一步分析生活中的杠杆,用杠杆平衡条件来研究实际问题并进行相关的计算。
2.运用杠杆平衡条件研究最值问题并进行相关的计算
3.学会对条件变化时杠杆的平衡情况分析的一般步骤。
【学习重难点】
重点:
1、杠杆平衡的最值问题2、运用杠杆平衡条件解题难点:
条件变化时杠杆平衡情况分析。
【学习过程】
问题一:
生活中的杠杆
例1.图1是脚踏式垃圾箱的示意图,图中有ABC和A/B/C/两个杠杆,下列说法中正确的是()
A.两杠杆均为省力杠杆B.两杠杆均为费力杠杆C.ABC为省力杠杆D.A/B/C/为省力杠杆
1.画出图2、3中的动力、阻力、动力臂和阻力臂;分析图4中的3个杠杆情况。
问题二:
什么时候作用力最小
例2.有一个弯曲的杠杆,右端挂一重物G,若在左端分别用力F1、F2、F3、F4,都能使杠杆平衡,如图示,则用力最小的是()
A..F1B.F2C.F3D.F4
2.画出下图中作用在杠杆上使杠杆平衡的最小力的方向和力臂
画最小力的步骤小结:
______________________-_________________________________________________-
问题三:
条件变化时杠杆平衡情况
例3.如图所示,杠杆处于平衡状态,若在两边的钩码下面,再各挂一个同样的钩码,则()
A.杠杆仍保持平衡B.杠杆B端下降C.杠杆A端下降D.无法判断
3.取一根粗细均匀的直铁丝,在它的中点用线悬挂起来,铁丝恰好平衡。
如果把其右半段对折起来,如图所示,那么铁丝将()
A、仍保持平衡B、往左端下沉C、往右端下沉D、无法确定
4.一根直杆可绕轴转动,在直杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,如图所示,在力F使直杆从竖直位置慢慢抬起到接近水平位置的过程中,力F大小及其力臂的变化情况是()
A.变大变大B.变小变小C.增大减小D.减小增大
5.如图所示,AOB为一杠杆,O为支点,杠杆重不计,AO=OB。
在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体,当AO段处于水平位置时,为保持杠杆平衡,需在B端施加最小的力为F1;当BO段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B端施加最小的力为F2,则()
A.F1
这类题分析步骤小结:
_____________________________________________________________________________
【巩固练习】
1.如图1所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为550N。
地面对手的支持力F的力臂是________m,大小为________N。
2.如图2所示的杠杆重不计,细绳子能承受的最大拉力为4.8N,O为支点,AO=0.2m,当在A点悬吊一重6N的物体,细绳子的拉力F=3N时,杠杆在水平位置平衡,在图中画出拉力F的力臂L2,力臂L2为________m.当重物逐渐向右移动离O的距离最大不得超过___________m.
图1图2图3图4图5
3.如图3示,AOB是一杠杆(自重不计)O为支点,OA<0BOD=OA,在A端悬挂一重物G,那么( )
A.在B点用力使杠杆在图示位置平衡,一定是省力的B.在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡
C.在B点用力使杠杆在图示位置平衡,沿竖直方向最省力D.在D点悬挂一与G完全相同的物体能使杠杆平衡
4.重为G的均匀木棒竖直悬于O点,其下端施一水平拉力F,让棒缓慢转到图4中虚线所示位置。
在转动的过程中:
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变小C.动力F逐渐变大 D.动力F逐渐减小
5.如图5所示,在杠杆OA上的B点悬挂重物G,A端用细绳吊在小圆环E上,且细绳AE长等于圆弧CED的半径,此时杠杆恰好成水平状态,A点与圆弧CED的圆心重合.E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的过程中,吊绳对A端的作用力大小将()
A.保持不变B.逐渐变大C.由大变小,再由小变大D.由小变大,再由大变小
6.一根轻质杠杆,在力的作用下已经平衡,现在对杠杆再施加一个作用力,则
A.杠杆不可能平衡B杠杆有可能再保持平衡
C杠杆一定能保持平衡D要根据力的大小才能作出判断
7.如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面.则( )
A.F甲>F乙,因为甲方法的动力臂长B.F甲<F乙,因为乙方法的阻力臂长
C.F甲>F乙,因为乙方法时阻力臂短D.F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的2倍
8.瓶盖起子有图(a)(b)两种用法,A、B是开盖时起子和瓶盖接触的两点.在瓶盖和瓶口的接触点中,D和E分别是离手最远和最近的两点.开盖时手对起子施加的力F作用在G点,瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心C点(图中没有标出).如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折.则( )
A.(a)图支点是A,(b)图支点是B,(b)种用法省力
B.(a)图支点是A,(b)图支点是B,(a)种用法省力
C.(a)(b)两图支点都是B,(b)种用法省力
D.(a)(b)两图支点都是A,(a)种用法省力
9.在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序,该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移,以使它准确位于轴心上.如图所示,一个质量为M=80kg、半径为R=0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心(图中两虚线的交点)自由转动.用力推动一下大飞轮,飞轮转动若干周后停止.多次试验,发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置.
(1)根据以上情况,可以初步确定飞轮重心P可能在图中.()
A.轴心正下方的某一位置B.轴心左侧的某一位置C.轴心右侧的某一位置
(2)工人在飞轮边缘上的某点E处,焊接上质量为m=0.4kg的金属后,再用力推动飞轮,当观察到__________________________________________________________的现象时,说明飞轮的重心已调整到轴心上了.
(3)请在上图中标出E的位置.
(4)试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离L=______________.(提示:
利用杠杆平衡条件)
(5)为给飞轮重心准确位于轴上,还可以采用其他的方法,例如可以在轮缘边上某处Q点,钻下质量为m1的少量金属,则钻下的质量m1=___________________(用M、R、m表示),并在图上标出Q点的位置.
第11章简单机械与功
第二节滑轮(第1课时)
【学习目标】
1.通过探究活动,知道定滑轮和动滑轮的特点。
2.知道滑轮是变形杠杆,能根据杠杆原理,分析定滑轮和动滑轮的特点
3.能在实际应用中识别定滑轮和动滑轮。
【学习重难点】
重点:
知道定滑轮、动滑轮的特点及其作用难点:
动滑轮是变形杠杆分析。
【学习过程】
导入课题情境:
我们学校每周一都要举行升旗仪式。
提问:
框架
我们用力向下拉绳子,国旗上升,你知道旗杆的顶部有什么装置吗?
问题一:
什么是滑轮
旗杆顶端的滑轮和起重机挂钩上的滑
轮工作时轴的运动情况有何不同?
使用滑轮时,轴的位置________________称为定滑轮使用滑轮时,轴的位置________________称为动滑轮
丁戊
旗杆顶端的滑轮是______________
起重机挂钩上的滑轮是________________
图中属于定滑轮的是_____________________
图中属于动滑轮的是_____________________
你还能举出其它应用定滑轮或动滑轮的例子吗?
可见,在生活中,滑轮这种简单机械被人们常用,人们为什么要使用滑轮?
使用滑轮有什么好处呢?
问题二:
使用定滑轮可以省力吗?
用如图所示方式组装滑轮,匀速或静止拉动弹簧测力计,使钩码保持平衡状态,读出弹簧测力计
实验次数
钩码重G/N
弹簧测力计示数F/N
的示数,这个示数与钩码的重力有什么关系?
改变弹簧测力计拉力的方向,情况又如何?
改变钩码的数量,情况如何?
设计
记录数据的表格
将实验记录在表格,分析数据可得:
使用定滑轮_________省力,可以改变___________的方向
定滑轮实质是一个_____________杠杆
例1.用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,不计摩擦,比较
拉力F1、F2、F3的大小( )
A.F1>F2>F3 B.F1=F2=F3C.F1
1.如图所示,整个装置处于静止状态,两个物体的质量分别为m和M,且
m 地面的压力为________,固定滑轮的绳子对滑轮的拉力为___________. 问题二: 使用动滑轮可以省力吗? 用如图所示方式组装滑轮,匀速或静止拉动弹簧测力计,使钩码保持平衡状态,读出弹簧测力计 的示数,这个示数与钩码的重力有什么关系? 改变钩码的数量,情况如何? 设计记录数据的表格 注意: 实验中要使钩码做______________________________运动。 使用动滑轮可以省________力,_____可以改变的方向,动滑轮实质是一个__________________________杠杆 例2.如图所示.某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体.不计摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是() A.20NB.25NC.30ND.35N 【巩固练习】 1.滑轮实质上是一个变形的________.根据_________的位置是否固定,滑轮分为__________和__________ 2.定滑轮的实质是一个________杠杆,使用定滑轮_______(填“能”或“不能”)省力,但可以改变___________.动滑轮的实质是一个_________________________________杠杆,使用动滑轮可以__________,但不能改变_____________.升国旗的旗杆顶部的滑轮是___________,起重机挂钩上的滑轮是______________. 3.如图所示,一物体重500N,滑轮重、绳重和摩擦均忽略不计,现要匀速拉起这个物体,则F1=_______N,F2=___________N;若滑轮重为20N,则F1=_________N,F2=________N,如果重物上升高度h,则F1、F2作用点分别移动________、_________. 4.用一个动滑轮竖直向上匀速提升重物.已知物重G=180N,摩擦不汁,绳端的拉力是F=100N,动滑轮重为_______N.如果绳子自由端的移动速度是1m/s,则物体的移动速度为_________m/s. 5.如图所示,用滑轮分别将重量相同的甲、乙两物体匀速提升相同高度.不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G,所用拉力分别为F甲、F乙,则F甲_______F乙(填“>”、“=”或“<”). 第5、6题图 6.如图所示,某人用滑轮先后以甲、乙两种不同的方式来匀速提升重物.如果该人的体重为800N、手臂所能发挥的最大拉力为1000N,滑轮重和摩擦均忽略不计,则: 以图甲方式最多可提升重为_________N的物体;而以图乙方式最多可提升重为__________N的物体. 7.滑轮是工农业生产中常用的一种简单机械.甲同学用定滑轮进行了如图所示的三个实验. (1)甲同学研究的问题是_________________________________. (2)研究该问题时,弹簧测力计的操作方法可以是______.(填序号) ①拉着重物保持静止;②匀速向下拉动重物;③随意拉动重物. 8.小东在研究“比较定滑轮和动滑轮的特点”时,分别进行了如下图所示实验: (1)通过分析图1、图2和图3,可得出: 使用定滑轮可以 _________________改变力的方向但不能
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