资源简介

(共32张PPT)
第一部分　教材知识整合
第十二章　简单机械
第1节　杠　杆
情境创设·引思考
知识精讲·夯基础
核心实验·提素养
重庆真题·明考向
　　人体的各种运动相当复杂，但最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是人在做俯卧撑时的效果图，此时人体可视为一个杠杆。请同学们思考，还有哪些动作可以将人体视为杠杆？
情境创设·引思考
杠杆(A卷近5年每年必考；B卷近5年4考)
1．定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着①________转动，这根硬棒就是杠杆。
知识精讲·夯基础
知识点
固定点
2．杠杆五要素
名称 定义 图示
支点 杠杆绕其转动的点，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 从支点到②______作用线的距离，用字母l1表示
阻力臂 从支点到③______作用线的距离，用字母l2表示
动力
阻力
动力和阻力使杠杆转动的方向相反，但动力和阻力的方向可以相同也可以相反。
易错提示
3．杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用符号表示为④______________。
F1l1＝F2l2
4．杠杆的分类
名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
图示
力臂的大小关系 l1⑤____l2 l1⑥____l2 l1⑦____l2
力的大小关系 F1⑧____F2 F1⑨____F2 F1⑩____F2
＞
＜
＝
＜
＞
＝
名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
特点 省力，但费距离 费力，但省距离 既不省力也不省距离，既不费力也不费距离
应用 羊角锤、开瓶器、老虎钳等 筷子、镊子、钓鱼竿等 天平、定滑轮等
(2022年版课标素材改编)骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。如图所示为踮脚时左脚的一些相关数据。踮脚时主要靠腓肠肌收缩，此时脚可视为______(选填“费力”“省力”或“等臂”)杠杆，小腿肌肉拉力F1的大小为_____N。
基础小练
省力
225
探究杠杆的平衡条件(2022年版课标要求学生必做实验　)
　在探究杠杆的平衡条件时，进行如下实验过程。
提出问题、猜想与假设
周末，小明和家人在公园游玩时，看到爸爸和上小学的妹妹分别坐在跷跷板的两侧，能使跷跷板平衡。那么跷跷板是如何平衡的呢？
核心实验·提素养
实验
例
基础设问
设计方案、收集证据
为了探究此现象，小明和实验小组的同学利用如图1甲所示装置来探究杠杆的平衡条件。
(1)请将图1甲中实验器材的作用或使用方法补充完整。
不能
动力
(2)实验前杠杆静止在如图1甲所示的位置，此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向____调节，使杠杆在______位置平衡。
(3)如图1乙所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是_____________________
_______________。
不能
动力
平衡
左
水平
只进行一次实验，结论
具有偶然性
(4)经老师提醒后，小明继续进行实验，实验时多次改变钩码的数量和位置，使杠杆重新平衡，三次实验获得的数据如表所示。
实验次序 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
得出结论、作出解释
(5)分析表格中的数据可得杠杆的平衡条件是__________________________
_________________。
动力×动力臂＝阻力×阻力
臂(或F1l1＝F2l2)
交流合作、评估反思
(6)(改变钩码位置)若将图1乙A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格，则杠杆__________(选填“左端下降”“右端下降”或“仍水平平衡”)。
(7)(改变力的方向)某同学用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉(如图2a所示位置)，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图2b所示位置。在旋转过程中，要使杠杆始终在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______(选填“变大”或“变小”)，原因是_______________________________
____________________。
右端下降
变大
阻力和阻力臂不变，动力臂逐渐　
变小，动力逐渐变大
(8)(生活实践)生活中，同学们发现如图3甲所示的水龙头很难徒手拧开，但用如图3乙所示的钥匙，安装在水龙头上并用较小力旋转钥匙就能正常出水(如图3丙所示)。安装钥匙后用较小力，水龙头就能正常出水的原因是______________________________________________________________
______。
能力设问
阻力臂不变，阻力不变，动力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，动力
变小
杠杆作图【A卷近5年2考；B卷：2020·14(2)题】
1．画力臂
重庆真题·明考向
命题点1
方法指导
2．画最小力
1．【2022·重庆A卷14(2)题1分】在图中画出力F的力臂l。
如答图所示。
2．(2024·广元改编)图甲是压制饺子皮的“神器”，压皮时压杆可视为一个杠杆，图乙是其简化示意图，图中O为支点，F2为压饺子皮时作用在B点的阻力。请在图乙中画出压饺子皮时作用在A点的最小动力F1。
拓展训练
如答图所示。
杠杆平衡条件的应用及相关计算(A卷近5年3考；B卷近5年3考)
应用杠杆平衡条件分析的一般步骤
命题点2
方法指导
3．(2024·重庆A卷8题3分)同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子当秤杆，用钩码当秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100 g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是(　　)
A．自制杆秤的每一格约表示2.08 g
B．称中药时B端翘起，可以减少中药恢复水平平衡
C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
B
【解析】当秤盘放100 g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，则在B点所示的质量为物体的质量，在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，则从O点到B点共50个小格，每一小格表示的质量m0＝ ＝2 g，故A错误；称中药时B端翘起，杆秤不能水平平衡，说明中药的质量大于秤砣指示的质量，可以向右侧移动秤砣，也可以减少中药的质量来使杆秤恢复水平平衡，故B正确；根据G＝mg和杠杆平衡条件可得m物g×OA＝m砣g×OB，秤砣磨损则其质量变小，OB应变大，则测量结果将偏大，故C错误；若将提纽移到O点右侧，测量相同质量的物体时，左侧力臂变大，右侧力臂也要变大，故杆秤的量程变小，故D错误。
4．(2023·重庆B卷19题8分)图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，“横木穿插碓头，碓嘴冶铁为之，用醋滓合上。足踏其末而舂之。”若碓头质量为20 kg，不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为0。(g取10 N/kg)
(1)求碓头的重力。
解：碓头的重力
G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N。
(2)碓头竖直下落0.5 m，用时0.4 s，求重力做功的功率。
解：碓头竖直下落0.5 m，重力做的功
W＝Gh＝200 N×0.5 m＝100 J，
第(3)问
思路梳理
(3)质量为72 kg的捣谷人，左脚与地面的接触面积为200 cm2，当他右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时，如图乙所示，已知OA：OB＝3：2，求人左脚对地面的压强。
5．(2023·重庆A卷19题8分)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将重力为20 N、容积为2.8×10－2 m3的桶悬挂在B端，在A端重120 N的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起，OA：OB＝3：2。悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)桶装满水时，求水的质量。
解：桶装满水时水的质量
m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2.8×10－2 m3＝28 kg。
(2)空桶在井中漂浮时，求桶排开水的体积。
解：漂浮在水面的空桶受到的浮力等于自身重力，即F浮＝G桶＝20 N，
则空桶排开水的体积
第(3)问
思路梳理
(3)一重力为480 N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水)，桔槔处于平衡状态时，人与地面的受力面积为500 cm2，求人对地面的压强。

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