第十二章第1节杠杆.docx
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第十二章第1节杠杆
第十二章第1节杠杆(第1课时)
一.导疑——情境导入,提出疑问
古希腊的伟大的科学家阿基米德为什么敢说“给我一个支点,我就能够移动地球”?
学习目标:
1、知道什么是杠杆,能从常见的工具和简单机械中识别杠杆。
2、知道杠杆的一些名词术语:
支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。
3、会找杠杆的支点,会画杠杆上的动力、动力臂、阻力、阻力臂。
二.引探——自主学习,探究问题
同学们通过查找课本,完成下列问题:
1、一根硬棒,在能绕着转动,这根硬棒就是杠杆。
认识下面生活中的杠杆。
图1图2图3
图4图5图6
图7
2、杠杆的五要素
支点:
杠杆的点,即定义中的固定点,用字母_____表示;
动力:
使的力;用字母_________表示;
阻力:
的力;用字母_________表示;
注释:
动力和阻力是按照力的转动效果命名的,都是外界施加给杠杆的力,杠杆是受力物体,力的作用点也一定在杠杆上。
动力臂:
从支点到的垂直距离,用字母_________表示;
动力臂:
从支点到的垂直距离。
用字母_________表示。
三.释疑——主动展示,阐释疑点
1.画出下列杠杆的力臂
F1_1______
F2_1______
甲
乙
2.画出下面杠杆的力臂
丙
丁
四.启思——归纳总结,提炼方法
分组完成上面生活中的杠杆图1到图10的杠杆示意图。
注意:
(1)力臂是支点到垂足的距离,不是支点到作用点的距离,因此力臂不一定在杠杆上。
(2)作图细节方面:
力的作用线用虚线表示,且力臂的长度应该用大括号或双箭头标记;垂直的地方应有垂足;支点处用O标记。
五、精练——当堂训练,提升能力
1、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
2、下列测量工具没有利用杠杆原理的是 ( )
A.弹簧测力计 B.杆秤 C.台秤 D.托盘天平
3、如图所示,图中画出了它们的支点、动力和阻力,箭头表示力的方向,试画
出它们的动力臂和阻力臂。
AB
EF
4、标出图中各种杠杆工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂。
AB
CD
EF
第1节杠杆(第2课时)
一.导疑——情境导入,提出疑问
人类很早以前就使用了杠杆,如图就是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景,为什么用较小的动力可以克服较大的阻力呢?
学习目标:
1、经历探究杠杆平衡条件的过程,学习分析实验现象,寻找数据间规律,从中归纳出实验结论的一般方法。
2、理解杠杆的平衡条件,并能解决一些简单的问题
3、知道省力杠杆、费力杠杆用、等臂杠杆及在生活中的应用。
二.引探——自主学习,探究问题
(一)探究杠杆的平衡条件:
1.杠杆的平衡状态:
杠杆在动力和阻力的作用下处于或。
(注意:
杠杆不论在什么位置静止,都是处于平衡状态)
2.探究杠杆的平衡条件
提出问题:
杠杆平衡时,动力、动力臂与阻力、阻力臂之间存在怎样的定量关系?
猜想:
________________________________________________________
设计实验:
实验器材:
杠杆、铁架台、钩码
实验步骤:
(1)如图,把杠杆的中点支在铁架台上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在位置平衡;
(目的是)
(2)在杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,直至杠杆在水平位置重新平衡。
(3)设右侧钩码对杠杆的施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2;测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2,将力和力臂的数值填入表中。
(4)改变动力F1和动力臂l1的大小,相应调节阻力F2和阻力臂l2再做两次实验。
(多次实验的目的是)
进行实验与收集数据:
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
3
分析论证得出结论:
杠杆的平衡条件是:
___________________________________
表达式:
这个平衡条件就是阿基米德发现的原理
(二)杠杆的应用
1、动力臂l1大于阻力臂l2,则动力F1_____阻力F2,这类杠杆是省力杠杆。
特点:
力、距离。
应用举例:
_________________________________________________
2、动力臂l1阻力臂l2,则动力F1_____阻力F2,这类杠杆是费力杠杆。
特点:
力、距离。
应用举例:
__________________________________________________
3、动力臂l1=阻力臂l2,则动力F1_____阻力F2,这类杠杆是等臂杠杆。
特点:
既不力也距离
应用举例:
_____________________
三.释疑——主动展示,阐释疑点
例1:
据《杭州日报》报道,2001年6月22日,在杭州动物园内,一位物理老师利用杠杆原理,仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量(如图所示),测量时利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆,吊钩固定点O为支点,弹簧测力计的示数为200N,测得动力臂为9m,阻力臂为6cm,若不计槽钢和铁笼的质量,请估算大象的质量。
g取10N/kg
2、如图所示,有一粗细均匀,重为40N,长为4m的长木板AB,置于支架上,支点为0,且AO=1m,长木板的右端B用绳子系住,绳子另一端固定在C处,当长木板AB水平时,绳与水平成30°的夹角,且绳子所能承受的最大拉力为60N.一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下,从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动,求:
①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率③滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平.
四.启思——归纳总结,提炼方法
1、最小力问题:
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,要使动力最小,就应该动力臂最长。
做法是:
在杠杆上找到距离支点最远的一点,连接动力作用点和支点的距离作为力臂,动力方向应该跟力臂垂直,并且让杠杆的转动方向与阻力让杠杆转动的方向相反。
2、力的变化问题:
利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2和控制变量法,抓住不变量,分析变量之间的关系。
3、再平衡问题:
杠杆再平衡判断,关键是要判断杠杆在发生变化前后,力和力臂的乘积是否相等。
如果平衡杠杆两边的力和力臂成相同比例的变化,则杠杆仍平衡。
4、杠杆转动问题:
杠杆转动问题实质还是再平衡问题,用杠杆平衡条件列出方程,如果两边的力和力臂乘积相等,杠杆就继续平衡,如果两边的力和力臂的乘积不等,哪边乘积大,哪边就下沉。
五、精练——当堂训练,提升能力
1、在探究“杠杆平衡条件”的实验中,若杠杆在使用前左高右低,要使它水平平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向 调节。
某小组得到的两组实验数据如下表所示:
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
2
5
1
10
1
6
2
3
根据实验数据,可以得出的结论是:
(用文字或符号表述均可)
2、在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了 ( )
A、减小磨擦B、使每组数据更准确
C、多次测量取平均值减小误差D、获得多组数据归纳出物理规律
3、东营地区油气资源丰富,如图为我市的标志性机械“提油机”。
是油机的旋转臂实质上是一根杠杆,其支点为O,请在图中画出力F的力臂L。
第3题图 第4题图
4、如图所示,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,F大小为
N。
5、建筑工地上,工人用独轮车运送石块如图所示,石块与独轮车的总重为600N。
重心在A点,则工人两手对车所施加向上的力F是 N;要想使F更小一些,你的建议是 。
第5题图 第6题图 第7题图
6、如图是小丽在“研究杠杆平衡条件”的实验中,使杠杆在水平位置平衡。
如果在杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码,则杠杆( )
A、仍然平衡B、不平衡,左端下降
C、不平衡,右端下降D、无法确定
7、在探究杠杆平衡条件的实验中,高兴同学用如图所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。
这主要是因为该种方式( )
A、一个人无法独立操作B、需要使用太多的钩码
C、力和力臂数目过多D、力臂与杠杆不重合
8、如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A(OA与水平方向平行)向上拉动,力F在这个过程中 ;若F的方向始终坚直向上,则将杠杆缓慢地由位置A向上拉,力F在这个过程中 。
(均先填“变大”、“变小”或“不变”)
第8题图 第9题图 第10题图
9、如图所示的是用道钉撬起出道钉的示意图。
若已知作用在A点的动力F1=2000N,试求这时道钉对道钉撬的阻力F2的大小。
(道钉撬自身重力不计)
10、小强在验证杠杆平衡条件的实验中:
(1)实验前没有挂钩码和弹簧测力计时,发现杠杆左端高右端低,要使其在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向 调节,这一调节过程的目的是为了使杠杆的 杠杆平衡不产生影响,这时杠杆重力的力臂为 ;
(2)在图中,杠杆水平平衡后,小强调节左边钩码的个数和位置,使杠杆水平平衡时,测出F1=1.2N,F2=1.2N;OA=30cm,OB=20cm。
他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中,发现F1×OA和F2×OB并不相等,从而认为杠杆的平衡条件不一定是F1l2=F2=l2。
小强的失误是 ;
(3)在图中,若B处的钩码不变,小强将弹簧没力计由A处移到C(OC=10cm)处施加一个坚直方向的力,使杠杆在水平位置平衡,则这个力的方向应 ,大小为 N;
(4)在图中,若B处的钩码不变,小强不用弹簧则力计,在A处挂 N的钩码,杠杆在水平位置仍平衡。
11、如图是各式各样剪刀的示意图,它们都是一对的杠杆。
现要用它们来剪开较硬的物体,其中选用最合适的剪刀是()
12、如图所示的简单机械,在使用中属于费力杠杆的是()
13、如图所示属于费力杠杆的是()
14、画出使杠杆AB在图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向
15、如图1所示,物体G的重力为200N,OA=30cm,AB=60cm,BC=50cm,用此杠杆将物体G提起,所用的最小动力是多少?
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- 第十二章 第1节 杠杆 第十二
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