探究杠杆的平衡条件经典导学案含答案.docx
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探究杠杆的平衡条件经典导学案含答案
九年级上册物理复习导学案
学生:
课题
名称
探究杠杆的平衡条件
时间
2012年2月日
第课时
课型
新课
课时
3
主备人
张婉
审核人
教学目标:
1、知道杠杆五要素,会画杠杆的示意图,理解杠杆的平衡条件并能灵活运用解题
教学重点:
探究杠杆的平衡条件;
教学难点:
关于杠杆的作图;
知识网络和知识点:
一、
(1)什么是杠杆的平衡状态?
杠杆处于__________或___________。
(2)猜想:
杠杆的平衡可能与哪些因素有关?
(3)实验设计
器材:
________________________________。
测量的物理量:
________________________。
讨论①:
A、B两图中的杠杆处于静止平衡状态,实验时采用哪幅图?
为什么?
图A:
图B:
______________________________________________________________________。
(4)实验步骤:
1.调节杠杆在水平位置平衡。
(注意:
左右两端平衡螺母都往_______处调。
)
2.在杠杆的左侧挂上适量的钩码,用弹簧测力计在杠杆右侧竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,记下弹簧测力计示数F1,钩码对杠杆的拉力F2是阻力。
3.只改变钩码数量(即只改变F2)
或只改变钩码的位置(即只改变l2),
或只改变弹簧测力计的位置(即只改变l1),
分别观察弹簧测力计的示数变化,得出三组数据,记录在表格中:
测量序号
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
①
②
③
分析比较表中数据,得到结论:
杠杆平衡时满足下列条件:
___________________________________________________________。
二、杠杆的应用和分类
由杠杆的平衡条件:
F1l1=F2l2变形为=>
(1)杠杆可分为三类:
(2)对于不同类型的杠杆分别举例:
(3)作用在杠杆上的最小动力的作图方法(求作最小动力问题,就是转化为找最长力臂问题。
)找最长力臂,一般分三种情况:
(1)在动力的作用点明确的情况下,就是以支点到力的作用点的连线作为力臂,这个力臂最长,过力的作用点作力臂的垂线,正确确定力的方向从而作出最小的力;
经典例题:
易错点例题:
例①如图所示,在A点作出使杠杆平衡的最小力的示意图。
例②如图所示,使用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄上A点。
请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图。
(2)在动力作用点未明确规定时,首先应找出距支点最远的点作为动力作用点,然后再按
(1)的步骤完成;
重点例题:
例③下左图中,画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。
例④下右图中,画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保作图痕迹)
例⑤如图,唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶.请你在图中画出这个力的示意图.
(3)在支点不明确的情况下,首先要通过比较找出合适的支点,进而找到动力作用点,再按
(1)的步骤完成。
考点例题:
例⑥如图所示,用撬棒撬起大石头,向上、向下用力都可以,农民伯伯想用最省力的方法撬起大石头,请你在图中画出这个力的示意图。
课堂练习:
图8-11
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 。
(题型四)
2.如图8-11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。
(题型三)
图8-12
3.如图8-12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.(题型四)
4.下列工具中,属于省力杠杆的是 ()(题型四)
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8-13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()(题型一)
6.在图8-14中画出力F1和F2的力臂.(题型一)
图8-15
7.如图8-15,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图示和支持力F对转动点O的力臂.(题型一)
图8-14
图8-16
8.工人剪铁皮时,有时用两根铁管套在剪刀柄上(如图8-16),这是什么道理?
(题型四)
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?
(题型三)
图8-17
10.图8-17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?
(题型四)
课堂练习答案:
1.12∶12.53.204.C5.C
图8-2
图8-1
6.如图8-1所示
7.如图8-2所示
8.这样可以增加动力臂的长度,从而更加省力.
9.不能只凭一组实验数据得出结论,必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论;单位不同的两个物理量不能直接相加
10.80N
课后巩固训练:
(一)、上次未过关知识专题训练
F
5.用力F=40N,按住一重10N的木块,如图所示,当木块相对竖直墙壁静止不动时,木块受到的摩擦力的大小( )
A.30NB.40NC.50ND.10N
(二)、本次课堂知识巩固训练
1、下列常用的工具中属于省力杠杆的是___________;属于费力杠杆的是__________。
①镊子②铡刀③理发剪刀④天平⑤剪修树木的剪刀⑥起子 ⑦钓鱼杆
⑧火钳⑨汽车上的刹车闸⑩撬棒
2、如图,一轻质杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态。
l2是力F2的力臂,请在图中画出F1的力臂l1和力F2的示意图。
【合作探究】
1、以下是小丽和小宇同学在研究“杠杆平衡条件”的实验出现的情况:
⑴在进行实验时,应先调节杠杆使它在位置静止,在这一位置静止的好处是。
若杠杆被支起后,左端高右端低,则应进行的操作是。
⑵小丽在实验时,忘了一部分数据的记录,请你帮助完成下表:
次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2
0.01
1
2
0.03
4
0.06
⑶实验时,老师只给小丽10个相同的钩码,当在杠杆的左端挂上如图位置的三只钩码时,则为使杠杆平衡,小丽应在杠杆的另一端的什么位置处挂几个钩码?
;
⑷当小宇在拉着弹簧测力计使杠杆在如图位置平衡,读出测力计的示数,并从杠杆上直接读出对应的力臂,结果发现:
动力×动力臂≠阻力×阻力臂,于是小宇说,杠杆平衡条件在此种情况不成立,你知道其中的原因吗?
。
2、如图,用杠杆撬一块石头,杠杆上A点是动力作用点,动力可以
向上,也可以向下。
(1)当动力向下时,在图上标出杠杆的支点O;
(2)在杠杆上画出撬动石块的最小动力F。
知识巩固训练2
一选择题
1(2010绍兴)如图,用测力计将长杆一端A微微抬离地面,测力计示数是F1;同理,用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面,测力计示数是F2。
则长杆的重力是(测力计保持竖直向上)()
A.(F1+F2)/2B.F1+F2C.F1/F2D.F1×F2
2 (2010广州)60kg的人站在跷跷板某一位置时,跷跷板处于如图11所示的平衡状态.由此可估测球的质量约为
A.20kgB.30kgC.60kgD.120kg
//力臂的关系需要测量得出!
3(2010福州).小华用钓鱼竿钓起重为15N的鱼,如图4所示,OA=0.4m,OB=2m。
下列说法正确的是
A.用钓鱼竿钓鱼费距离
B.钓鱼竿是个省力杠杆
C.手对鱼杆的拉力F1的大小为75N
D.手对鱼杆的拉力F1的大小为3N
二/填空题
1(2010安徽)如图所示,AOB为一机械设备的简化示意图,我们可以把它看成杠杆(自重不计),已知AO=2OB。
固定O点,使OB处于水平位置,此时B端挂一重为40N的物体,要使杠杆不发生转动,至少需在A端施加F=______N的力,在图上画出此时力F的方向。
答案:
20N力F的方向如图
2(2010盐城).在探究杠杆平衡条件的实验中,如果杠杆右侧高左侧低,则可将左侧的平衡螺母向▲调节,使其在水平位置平衡.如图所示,在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码,在支点右侧15cm刻度处用弹
簧测力计拉杠杆,使其水平平衡.要使弹簧测力计示数最小,弹簧测力计的拉力应沿▲方向,此时读
数为N.
答案:
右;竖直(或竖直向下);2
3(2010肇庆).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▲N.
4(2010泸州)如图是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时相当于一个杠杆(选填“省力”或“费力”),若箱的重量为100N,动力臂是阻力臂的4倍,要使该杠杆平衡,则竖直向上的拉力F为N。
答案:
答案:
省力;25
5(2010宿迁).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.
6(2010镇江).在探究杠杆平衡条件的实验时,实验前发现杠杆左端低,右端高,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节;实验时,在A点悬挂两个总重为1N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉(如图所示),使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力应为N,此时杠杆属于杠杆.
答案:
右;0.8;费力
7(2010长沙)31.如图所示,在轻质杠杆OA的A端挂一边长为10cm的正方形石块,在OA的中点施加一竖直向上的力F,当力F=40N时,杠杆在水平位置平衡,则石块重________N。
其密度为________kg/m3,将石块浸没于盛水的烧杯中,若杠杆仍在水平方向再次平衡,则F=________N。
答案;202ⅹ10320
8(2010六盘水)13.开瓶时使用的开瓶器如图3甲,可以简化成不计重力的省力杠杆如图3乙,若F1和F2都与杠杆垂直,且AO=6cm,BO=lcm,F1=25N,则F2=▲N。
答案:
150
9(20XX年东营)18.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320N。
10(2010厦门)22.如图所示,秤砣的质量为100g,秤杆的质量忽略不计。
秤杆水平静止时,OA=5cm,OB=25cm,则被测物的质量为kg。
若秤砣有缺损时,则杆秤所示的质量值被测物的真实质量值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
答案:
0.5;大于
11(2010荆州)52.如图所示,一块均匀的厚木板长15m,重400N,对称的搁在相距8m的A、B两个支架上。
一个体重为500N的人,从A点出发向左走到离A点m处时,木板将开始翘动。
答案:
3.2
三计算题
1(2010武汉)高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具。
它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。
起重时,气垫放入重物与地面的间隙之间,由高压气瓶向气垫内充气,气垫在短时间内可把重物举起一定高度。
⑴高压气瓶向气垫内充气时,气瓶内的气体温度,内能。
如果高压起重气垫在5s内可将105N的物体举高0.1m,则其功率为W。
⑵图乙中,质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×104N。
当气垫内最高气压比外界高106Pa时,石板恰好被顶起,此时气垫和石板的接触面是连长为20cm的正方形。
② 在图乙中画出气垫恰好顶起石板时的阻力臂l2。
②气垫恰好顶起石板时,气垫的中心至少离石板右端的支点O多远?
2(2010恩施)如图所示,把一根质量是2kg且质量均匀分布的木棒AOB从O点悬挂(AO=3OB),当在B端挂一个重物时,木棒恰在水平位置平衡。
求此重物的质量是多少?
答案:
2kg
3 (2010义乌).某科学兴趣小组利用硬棒(质量一可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。
如图所示,在C处挂一待测物体B,当重为8牛的物体A挂在D处时,硬棒在水平位置平衡,用刻度尺测得OC为6厘米,OD为18厘米。
(1)此时物体B的重力是多少牛?
(2)保持O点位置和物体A的重力不变,在C处挂上不同重力的物体,移动物体A的位置,使硬棒在水平位置平衡,分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度,就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。
问该杠杆的刻度是否均匀?
请说明理由。
4(2010常州)如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A端用绳子系在竖直墙壁的B点,在杠杆的C点悬挂一重为20N的物体,杠杆处于水平静止状态.已知OA长为50cm,OC长为30cm,∠OAB=30º.
(1)请在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂.
(2)拉力F的大小是多少?
答案:
解:
1)F的力臂如图所示。
2)如图,在Rt△OAD中,∠OAD=90°,∴OD=1/2OA=1/2*50cm=25cm
根据杠杆平衡条件得:
F*OD=G*OC有F*25cm=20N*30cm解得F=24N
(三)、附加题训练
5(2010湘潭)26.(6分)如图,长3.0m、重10N且密度不均匀的金属杆,可绕O点在竖直平面内自由转动。
现用竖直向上的拉力F使金属杆保持水平,测出O点到拉力F的距离及F的大小,再改变拉力F作用点的位置,测出相应的F与x的大小,所得实验数据如右表。
(1)由表中数据可得F与x之间的关系是:
(2)O点到金属杆重心的距离为m。
(3)若测力计量程为25N,则应控制在范围。
答案:
(1)成反比(或“F随x的增大而减小”)
(2)1.0;0.4m~3m(或大于等于0.4m)
信息反馈:
学生今日表现:
老师寄语:
家长意见:
家长签字:
学管师签字:
学生在学校考试成绩记录:
月份考试
月份考试
月份考试
月份考试
期中考试
期末考试
分
分
分
分
分
分
年月日
年月日
年月日
年月日
年月日
年月日
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