物理八年级第7讲杠杆初步杠杆平衡条件培优学案.docx
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物理八年级第7讲杠杆初步杠杆平衡条件培优学案
八年级物理教师辅导讲义
学员姓名:
学科教师:
年级:
初二辅导科目:
物理
授课日期
时间
A/B/C/D/E/F段
主题
杠杆初步,杠杆平衡条件
学习目标
1、掌握杠杆的定义
2、掌握杠杆的五要素与作图
3、掌握杠杆平衡条件
教学内容
话剧表演:
师:
我们在生活中、劳动中经常使用各种机械,同学们想一想你使用过哪些机械?
或你看到别人使用过哪些机械?
生1:
我使用过铁锨、镊子、钳子、锤子。
生2:
我使用过剪刀、指甲刀、瓶盖起子、自行车。
生3:
我看见别人使用过播种机、悬耕犁、收割机、缝纫机。
师:
同学们想起很多人们常用的机械,这说明同学们平时很注意观察。
在同学们说出的机械中有的比较复杂,有的比较简单。
例如:
镊子、钳子、锤子、剪刀、瓶盖起子等都属于简单机械,播种机、缝纫机等是复杂机械。
复杂机械也是由简单机械组合而成的。
(这一章我们学习的几种简单机械:
杠杆、定滑轮、动滑轮等)
那么这些简单机械同学们平时肯定用过,谁能说出它们的优势?
生1:
使用这些机械可以完成直接用手不能完成的工作。
生2:
使用这些机械都可以用一个较小的力获得一个较大的力。
师:
同学们的发现很好,那么谁能针对刚才的发现提出一个问题?
生3:
为什么使用这些机械时可以用一个较小的力获得一个较大的力呢?
师:
大家想知道吗?
生(齐答):
想知道。
师:
今天我们学习的新知识“杠杆”就可以解释这一问题。
(教师板书:
杠杆)
一、杠杆初步
【知识梳理】
1、什么是杠杆?
定义:
在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫杠杆.;
注:
杠杆不一定是一根直棒,它可以是各种不同的形状.
杠杆的实例:
图1
用扳手开瓶盖钓鱼竿人的前臂
图2
2、杠杆五要素:
支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂统称为杠杆五要素.
支点:
杠杆绕着转动的固定点叫做杠杆的支点.(支点的位置可以是固定的,也可以是变化的,但一定是杠杆上的一点,或者是一个轴,转动总是绕这个点进行的.)
动力:
使杠杆转动的力.(在实际确定动力时,要看我们使用杠杆工作时为了达到预期目的,需要杠杆向哪个方向转动,能使杠杆向需要方向转动的力,不论是哪个物体施加的力,就是作用在杠杆上的动力.)
阻力:
阻碍杠杆转动的力.(和确定动力时的方法相同,由力的转动效果来决定,阻碍杠杆向需要方向转动的力就是阻力.)
注意:
在杠杆的使用过程中,动力与阻力的规定并不是非常明确的.这主要是从人们使用杠杆要达到某种目的的角度来分类的.
例如用杠杆撬石头,人用的力是动力,石头对杠杆的力是阻力.用铡刀割草,铡刀是一个杠杆,人用的力是动力,草对铡刀的力是阻力.当然由于杠杆应用的广泛性,在一些具体的应用中有时不能分辨哪个力是动力,哪个力是阻力,例如,天平是一个等臂杠杆,一端放砝码,另一端放被称物体,这时就不能分辨动力和阻力,说哪个是动力都未尝不可,事实上,这种情况下,不宜勉强分辨动力和阻力.
动力臂:
从支点到动力作用线的距离叫做动力臂.(动力作用线就是通过动力作用点,沿动力的方向所画的直线.动力臂就是从支点到动力作用线所画的垂线长,也就是几何学中的点到线的距离,而决不是从支点到动力作用点的距离.)
阻力臂:
从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂.(同动力臂)
3、杠杆的图示:
(1)标出支点O;
(2)画出力线F1、F2;
(3)作出力臂L1、L2,注意画虚线,标直角符号;
【例题精讲】
例1、下列关于杠杆的说法中,错误的是( )
A.杠杆可以是直的,也可以是弯的
B.动力、阻力使杠杆转动方向相反,但他们的方向不一定
C.支点可以在杠杆的端点,也可以在力的作用线之间
D.杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和
例2、关于力臂的下列说法中正确的是( )
A.从支点到动力作用点的距离叫动力臂
B.从动力作用点到阻力作用线的距离叫动力臂
C.从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂
D.从阻力作用点到动力作用点的距离叫阻力臂
例3、如图所示,AO为一竖直立于地面的电线杆,为了不使电线将电线杆拉倒,必须用钢缆BC将电线杆固定住.试画出对应的力臂L1、L2.
二、杠杆平衡条件
(一)、探究杠杆的平衡条件
实验目的:
探究杠杆平衡的条件
实验器材:
带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧测力计、钩码、线
实验器材:
带有刻度的杠杆、铁架台、测力计、钩码、线
实验步骤:
1.把杠杆的中点支在铁架台上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置上平衡(如图)。
思考:
(1)为什么让杠杆在水平位置平衡?
(2)怎么调节杠杆在水平位置平衡?
2.用线系着钩码,分别挂在杠杆的两侧,改变钩码的个数或在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡。
把支点右侧的钩码作用在杠杆上的力(数值上等于钩码所受重力)当作动力F1,把支点左侧的钩码作用在杠杆上的力作为阻力F2。
记下动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2的数值。
3.改变力和力臂的大小,再做多次试验,将结果填入表中。
思考:
为什么要进行多次试验?
实验
次数
动力F1
(牛)
动力臂l1
(米)
动力×动力臂
F1l1(牛·米)
阻力F2
(牛)
阻力臂l2
(米)
阻力×阻力臂
F2l2(牛·米)
1
2
3
4
4.对表格中的数据分析比较,得出结论:
。
(二)杠杆的平衡条件(或杠杆原理)
教学指导:
注意对单位的要求,注意格式的书写
动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成公式F1l1=F2l2
也可写成F1/F2=l2/l1
(三)杠杆的平衡与力的转动效果的关系:
1、力的转动效果:
使杠杆逆时针或者顺时针转动;
2、杠杆平衡时,两个力的转动效果必然相反;
3、两个力的转动效果相同时,杠杆必然不能平衡。
【例题精讲】
例1、在“研究杠杆平衡条件”的实验中,若杠杆处于下图所示的状态,可把右端的平衡螺母向移动(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡。
调节后,若在A点挂上一个钩码,则应在B点挂上个相同的钩码,才能使杠杆保持水平平衡。
例2、在图中所示“研究杠杆平衡条件”实验装置中,用弹簧测力计测得F1=2牛,F2=1牛;用刻度尺测得L1=5厘米,L2=10厘米。
由此可以断定该杠杆平衡(选填“能”或“不能”),这是因为。
例3、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哪些?
甲组
乙组
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
4
5
5
4
7
4
2
14
2
6
4
8
3
3
4
5
2
10
结论
动力+动力臂=阻力+阻力臂
动力
动力臂=阻力
阻力臂
甲组产生错误的原因:
。
例4、在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆在图18所示位置静止,杠杆处于__________(选填“平衡”或“不平衡”)状态,此时应先向_________调节平衡螺母,使杠杆在_____________位置平衡,这样的好处是_________________________。
(2)若在杠杆的支点两侧上挂上钩码后,杠杆不在水平位置平衡,则应__________________________________。
(3)实验得出:
杠杆平衡条件是_____________________________。
例5、如图所示,O为轻质杠杆AB的支点,杠杆上刻度均匀,在距支点10厘米的B处挂有600牛的重物,要使杠杆平衡,需要在A处至少加牛的力,且方向为 。
例6、一条扁担长1.5m,前端挂200N重的货物,后端挂300N重的货物,肩膀应离扁担的前端_____m才能使其刚好平衡;若此时将两边重物各增加100N,而不改变扁担在肩膀的位置,则杠杆继续保持平衡(选填“能”、“不能”)。
1、作图:
如图所示,人的手臂相当于一个杠杆,它的支点在O点.请画出图中铅球对手的作用力F的力臂L.
2、如图所示,杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态,L1为F1的力臂.请在图中作出F2的力臂L2及力F1.
3、如图所示的杠杆中,已知动力F1和阻力臂L2,请你作出动力臂L1和阻力F2.
4、如图所示,以O为转动轴的杠杆OA处于静止状态,作出拉力F的力臂L.
5、如图所示简易吊车正在吊起重为G的建筑材料,请在图中杠杆OB上分别画上动力臂l1,和阻力臂l2
6、如图是渔民在小河捕鱼的一种方式,请画出此渔民扳渔网的杠杆示意图,画出支点、动力及动力臂、阻力及阻力臂
7、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,由图可知它的支点是 C 点(填“A”、B”或“C”),请在答题卷的图中画出动力臂L1.
8、画出杠杆的动力、动力臂,阻力、阻力臂.
9、如图所示,O为轻质杠杆AB的支点,杠杆上刻度均匀,在距支点10厘米的B处挂有600牛的重物,要使杠杆平衡,需要在A处至少加牛的力,且方向为 。
10、如图所示,在“研究杠杆的平衡条件”的实验中,若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体,右端用弹簧秤拉着,使杠杆在水平位置保持平衡,今握着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2(杠杆始终在水平位置保持平衡),则弹簧秤的示数()
A.不断增大 B.先增大,后减小
C.不断减小 D.先减小,后增大
11、用右图3所示的杠杆提升重物,设作用在A端的力F始终竖直向下,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中,F的大小将()
A、保持不变B、逐渐变小
C、逐渐变大D、先变大,后变小
12、A、B是一根可绕O轴在竖直面内自由转动的木棒,如图所示用一始终与木棒垂直的力F将木棒从竖直位置缓慢拉至水平位置,则力F( )
A、大小不变B、逐渐变小
C、逐渐变大D、先变大,后变小
13、如图,杠杆OB的中点A处挂一重物G,在杠杆的B端施加一个方向始终保持水平的力F,在使杠杆从如图位置缓缓抬到水平位置的过程中,力F会( )
A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.先变大,后变小
14、如图所示,AOB为一轻质杠杆(杠杆自重忽略不计),O为支点,OA=OB,在杠杆的B端挂一重20N的重物,要使杠杆平衡,则在A端施加的力F至少__________N。
如果在A端施加一个竖直向下的力,要使杠杆平衡,这个力为__________N.
15、如图所示,AOB为一根杠杆,0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段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B端施加最小的力为F1;当OB在水平位置时杠杆平衡,这时在B端施加最小的力为F2,则F1与F2的大小关系为。
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1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。
3、如图2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3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()
6、在图4中画出力F1和F2的力臂.
7、如图5,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.
8、工人剪铁皮时,有时用两根铁管套在剪刀柄上(如图6),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?
10、图7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?
11、如图所示,轻质直杆OA可绕O点转动,直杆下端挂一重物G.现用一个始终跟直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到图示虚线位置,在转动过程中这个直杆()
A.始终是省力杠杆B.始终是费力杠杆
C.先是省力杠杆,后是费力杠杆D.先是费力杠杆,后是省力杠杆
12、F的方向始终竖直向上,在匀速提升重物G的过程中()
A.F大小不变B.F逐渐变大
C.F逐渐变小D.F先逐渐变小后逐渐变大
13、如图所示,OA是轻质杠杆,杠杆中间悬挂有一重物G,A端自始至终受到一个水平方向拉力F的作用,当将杠杆慢慢绕逆时针方向转动的过程中,关于力F的说法正确的是( )
A.力F变大,F力臂变大B.力F变大,F力臂变小
C.力F变小,F力臂变小D.力F变小,F力臂变大
14、一根均匀木杆放在一水平桌面上,它的一端伸出桌面外边的那部分长度是木杆全长的1/3,如图所示.
(1)在木杆伸出端的B点加一个作用力F,当F=300N时,木杆的另一端A开始向上翘起,那么木杆的重力是多少?
(2)木杆在桌面上若不施加其他任何力时,允许伸出桌面以外的最大长度是多少?
15、如图所示,一个轻质木板长1.6m,能绕离B点0.4m的转轴转动,在A端用与木板成30°角的细绳拉住,使木板在水平平衡,细绳的拉力是3.92N,求挂在B端的物体的质量.
我们已经学了简单机械中的杠杆,以及杠杆的平衡条件,也知道了杠杆在生活中的应用。
那么我们的生活中还有哪些常见的简单机械呢?
截下来有几个问题需要大家回家后去思考。
思考:
1、每周学校升国旗时,五星红旗是向什么方向运动的?
2、旗手施加给五星红旗的力向什么方向?
3、为什么力的方向与运动方向相反红旗还可以顺利升起呢?
奥妙在哪?
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- 物理 年级 杠杆 初步 平衡 条件 培优学案