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(共37张PPT)
模块四 力学
第12讲 杠杆
模块四 力学
数据记录 课标要求
1
数据追踪 素材应用
3
数据剖析 重难突破
4
数据链接 真题试做
6
栏目导航
数据聚焦 考点梳理
2
数据透视 实验剖析
5
数据记录 课标要求
1
内容要求
知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
活动建议
查阅资料,了解我国古代水磨、水碓等机械,写一篇弘扬中华优秀传统文化的调查报告。
力与力臂
特点
类型
杠杆
杠杆的认识及平衡条件
定义
五要素
杠杆平衡
平衡条件
数据聚焦 考点梳理
2
应用
杠杆的分类
考点 1 杠杆的认识及平衡条件
考点精讲
定义 在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆 五要素 支点 杠杆可以绕其转动的点,用字母O表示
动力 使杠杆转动的力,用字母F1表示 阻力 阻碍杠杆转动的力,用字母F2表示 动力臂 从支点O到　　　　 　的距离,用字母l1表示 阻力臂 从支点O到　　　　　　的距离,用字母l2表示 杠杆平衡 当杠杆在动力和阻力的作用下处于静止或匀速运动状态时,我们就说杠杆平衡了 平衡条件 动力×动力臂=阻力×阻力臂,即_____________　　　　　　　 动力作用线
阻力作用线
F1l1=F2l2
易错提示
(1)力臂是支点到力的作用线的距离,而不是力到作用点的距离。
　　(2)判断杠杆是否平衡,应比较力和力臂的乘积是否相等,而不是比较动力和阻力的大小。
类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
图示
力臂的大小 l1　　　　l2 l1　　　　l2 l1　　　　l2
力的大小 F1F2 F1=F2
特点 省力但________ 费力但_______ 既不省力也不省距离
应用 铡刀、开酒瓶瓶盖的起子、手推车、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、缝纫机脚踏板等 托盘天平、定滑轮等
考点 2 杠杆的分类
＞
＜
费距离
省距离
=
易错提示
生活中不存在既省力又省距离的杠杆。
1.我们在生活中利用杠杆都是为了省力。 (　　)
2.赛艇的桨是费力杠杆。 (　　)
3.天平、杆秤、跷跷板都属于杠杆。 (　　)
4.动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆的总长。 (　　)
5.镊子是一个省力杠杆。 (　　)
6.天平是一个等臂杠杆。 (　　)
易错速判
×
√
√
√
×
×
数据追踪 素材应用
3
命题点 杠杆的分类
命题点 杠杆的分类
(2022·晋中)如图所示的各种工具中,使用中属于费力杠杆的是(　　)
A.钢丝钳 　 　 B.撬棒 　　　 C.船桨 　　　 D.瓶盖起子
C
数据剖析 重难突破
4
重难点1 杠杆作图
重难点2 杠杆的平衡条件及应用
例1　(2021·遵义模拟)图中活塞抽水机的柄是一根弯曲的杠杆,请画出动力F的力臂L1及阻力F2的示意图。
重难点1 杠杆作图
1
2
例1
F2
L1
方法指导
杠杆最小力作图技巧：
1.定点：在杠杆上找距支点最远的点作为动力作用点。
2.连线：连接动力作用点与支点,该线段就是最大动力臂。
3.定向：根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向。
4.画力：过动力作用点作该方向上与支点连线的垂线(标垂足)，并标上字母。
1
2
例1
对应练习
1.(最小力作图)(2022·贵阳南明区模拟)如图所示的弯曲杠杆,O为支点,在B点处挂一重物G,要在A点作用一个最小的力使杠杆平衡,在图上画出这个力F和力臂的示意图。
L
F
1
2
例1
2.(2022·铜仁市一模)在图中画出力F1的力臂和力臂L2对应的力F2。
F2
L1
1
2
例1
例2　(2022·黔东南州二模)如图所示,杠杆OAB可绕支点O自由转动,动力F作用在杠杆B端且始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢地由倾斜位置①拉至水平位置②的过程中(　　)
A.F不变,杠杆是省力杠杆
B.F变大,杠杆是省力杠杆
C.F不变,杠杆是费力杠杆
D.F变大,杠杆是费力杠杆
重难点2 杠杆的平衡条件及应用
3
4
例2
B
方法指导
1.杠杆平衡的判断方法:
当F1l1>F2l2时,杠杆沿F1的方向转动;当F1l1=F2l2时,杠杆处于平衡状态;当F1l12.动态杠杆分析:
(1)支点在中间的动态杠杆。
当支点两边的力臂发生增大的变化时,增大量大的那边就下沉;当支点两边的力臂发生减小变化时,减小量小的那边就下沉。
(2)支点在一侧的动态杠杆。
解答此类题时,主要找特殊点:①杠杆转到水平位置时,阻力臂达到最大值;②当动力的作用线经过支点时,动力臂为零,分析时可视为最小值判断。
3
4
例2
对应练习
3.如图所示的杠杆平衡,若F1为动力,则该杠杆为　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。若F1、F2的大小和方向均不变,它们的作用点同时向支点O移动相同的距离,则杠杆会　　　　 (选填“A端下倾”“B端下倾”或“仍然平衡”)。
省力
A端下倾
3
4
例2
4.如图甲，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB=3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点,竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图象。水箱中水未碰到M的下表面
时，细杆b受到的拉力是 　　　N；
物体M浸没在水中时,细杆b对M的力方
向向 　　　　；加水质量为2kg时,
水箱对桌面的压强为　　　　Pa。
(g=10 N/kg)
2
下
1900
3
4
例2
数据透视 实验剖析
5
实验 探究杠杆的平衡条件
实验 装置 　　　　　
实验注意事项 (1)选择杠杆中点为支点的原因：消除杠杆自重对实验的影响
(2)实验前调节杠杆水平平衡：通过调节平衡螺母，左高左调，右高右调(实验过程中　　　　调节平衡螺母)
(3)调节杠杆在水平位置平衡的目的：便于测量_________　　　
不能
力臂
实验 探究杠杆的平衡条件
实验梳理
实验现象及分析 如图乙所示,弹簧测力计从竖直拉杠杆到倾斜拉杠杆的过程中,弹簧测力计的示数变化情况:拉力的力臂变　　　,弹簧测力计的示数变_______
交流与反思 (1)将钩码换成弹簧测力计的好处:可以直接测出拉力的大小,实验操作更方便
(2)测量多组实验数据的目的:避免实验的偶然性,使结论具有普遍性
(3)杠杆偏转方向判断：若F1l1≠F2l2,哪边乘积大,杠杆就向哪边倾斜
(4)不能得出正确实验结论的原因：杠杆的支点未在杠杆中点处；杠杆未处于水平平衡状态就读取力臂
实验结论 动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2
续表
小
大
实验梳理
(2022·遵义模拟)小骆学习了“杠杆平衡条件”后，进行了以下实验：(1个钩码的质量为50 g，水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)小骆用已经在水平位置平衡的杠杆进行实验，
用弹簧测力计竖直向上拉着杠杆，使杠杆在水
平位置平衡(如图甲)，此时弹簧测力计的示数
为 　　　　N；然后小骆将弹簧测力计向左偏
转一定角度(如图乙)，若要使杠杆依然在水平
位置平衡,则弹簧测力计的示数将　　　　(选
填“变大”“变小”或“不变”)。
1.96
变大
针对训练
实验梳理
(2)完成上述实验后，小骆还想测一个手镯的密度，进行了以下操作:
①用已经在水平位置平衡的杠杆进行实验，用细线将手镯和钩码拴好，分别挂于杠杆两端,改变手镯和钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡(如图丙)；
②在烧杯中盛水,将手镯浸没于水中,保持手镯位置不变,改变钩码的位置,再次使杠杆在水平位置平衡(如图丁)。则手镯的密度ρ镯=　　　　　　 。
3.0×103kg/m3
（2018~2023）
数据链接 真题试做
6
命题点 1 杠杆类型的判断
命题点 2 杠杆平衡条件的应用
命题点 3 杠杆作图
命题点 1 杠杆类型的判断（贵阳2考，毕节2022.14）
1.(2022·毕节14题,3分)如图是常用的一些工具,它给我们带来了很多便利。其中属于费力杠杆的是(　　)
A.核桃夹 B.食品夹 　　 C.园艺剪刀 　 D.天平
1
2
3
B
4
2.(2018·贵阳8题，3分)人们运用不同的简单机械来辅助工作，正常使用下列简单机械时，说法正确的是(　　)
A.筷子可以省距离
B.所有剪刀都一定省力
C.定滑轮可以省力
D.撬棒越短一定越省力
1
2
3
A
4
3.(2020·贵阳9题,3分)撬棒是人们在劳动中运用杠杆原理的工具。如图所示的是工人利用撬棒撬动大石头的情景,撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是(　　)
A.此时撬棒为等臂杠杆
B.运用此撬棒的主要目的是省力
C.力F的作用点靠近O点会更省力
D.运用此撬棒的主要目的是省距离
1
2
3
B
4
4.(2021·贵阳15题,4分)如图所示，独轮车是我国古代优秀的科技发明成果。若车总重为300 N，与水平地面接触的总面积为3×10-3 m2，则它对地面的压强为　　　　Pa；将车把向上抬起时,独轮车可视为绕O点转动的　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
1
2
3
105
省力
4
命题点 2 杠杆平衡条件的应用（贵阳2考，遵义3考，毕节2考）
5.(2019·贵阳10题,3分)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动,从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动吊臂提升货物的过程中,则下列分析正确的是(　　)
A.撑杆对吊臂的作用力不断增大
B.钢绳对吊臂的作用力不断增大
C.撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大
D.钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小
5
6
7
D
6.(2022·六盘水14题,2分)我国古代科技著作《天工开物》中记载的“捣米的舂”如图所示,是古人巧妙运用杠杆的智慧结晶。要想更省力,使用舂捣米时应该　　 　(选填“靠近”或“远离”)O点。
5
6
7
远离
7.(2018·遵义35题，4分)把汤匙放在手指上，仔细调节使其在手指上平衡,如图所示，判断汤匙在手指上的左侧部分和右侧部分的质量大小关系，并说明理由。
5
6
7
答：汤匙在手指上的左侧部分的质量小于右侧部分的质量，因为右端重力的力臂比左端重力的力臂小。
命题点 3 杠杆作图（遵义2考，毕节2017.15）
8.(2022·遵义31题,2分)人体中的某些部位具有杠杆的功能,图甲所示的是人握住哑铃锻炼的情景,其简图如图乙所示。肱二头肌收缩对手臂产生一个拉力F,使手臂绕肘关节“O”转动,请在图乙中作出哑铃所受重力的示意图和拉力F的力臂L。
8
9
10
L
G
11
9.(2022·黔东南州16题,2分)如图所示,用杠杆将物体A提起,请画出使杠杆平衡的最小力F的示意图和物体A所受重力的示意图。
G
F
11
8
9
10
10.(2020·铜仁20题,2分)如图所示,平衡杠杆AOB,O为支点,请作出物体M所受重力的示意图和动力F的力臂L。
G
L
11
8
9
10
11.(2023·毕节15题，2分)图甲是钳子使用时的情景。图乙是图甲中A部分受力的简化图，F1是钳子受到的动力，B点是阻力的作用点，O是支点，请在图乙中画出动力臂L1和阻力F2。
L1
F2
11
8
9
10

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