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(共22张PPT)
第一部分　教材知识巩固
力学
第十一讲　简单机械
第1节　杠杆
2022年版课程标准内容要求
2.2.6知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
考点1
杠杆
1．定义:一根硬棒,在力的作用下可绕一__________转动,这根硬棒就是杠杆。
2．五要素
(1)支点:杠杆可以绕其________的点,用字母O表示。
(2)动力:使杠杆转动的力,用F1表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用F2表示。
(4)动力臂:从支点O到______作用线的距离,用l1表示。
(5)阻力臂:从支点O到______作用线的距离,用l2表示。
固定点
转动
F1
F2
3．平衡状态:杠杆静止或匀速转动。
4．平衡条件:______________________________,用字母表示为________ (其中F1、l1、F2、l2分别表示动力、动力臂、阻力和阻力臂)。
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
l2
1．[沪科“作业”、人教“练习与应用”改编题]小明用独轮车搬运煤,车体和煤的总质量是120 kg,重心在A点,独轮车的有关尺寸如图所示。该独轮车是________杠杆,动力臂是__________m,人手竖直向上的力F的大小是__________N。小明要省更多的力手需向______(选填“前”或“后”)移动。(g取10 N/kg)
省力
1.2
300
后
考点2
杠杆的分类
类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
示意图
力臂关系 l1①________l2 l1②________l2 l1③________l2
力的关系 F1④________F2 F1⑤________F2 F1⑥________F2
特点 省力,⑦___________ 费力,⑧___________ 不省力,不省距离
大于
小于
等于
小于
大于
等于
费距离
省距离
2．[沪科、人教图片改编题]使用下列工具为了省力的有________,为了省距离的有__________,属于等臂杠杆的有______。
bdfh
cegij
a
3．[沪科图片、人教“科学世界”改编题]如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为40 N的石块,B端挂有重为20 N的空桶,OA长为1.2 m,OB长为0.6 m。使用时,人向下拉绳放下空桶,装满重为100 N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,硬棒质量忽略不计。向下拉绳放下空桶时桔槔为_______杠杆,此时拉力为________N。向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为________杠杆,此时拉力为________N。将配重向______移,可以提起更重的水。
费力
60
省力
40
左
实验
探究杠杆的平衡条件
1．实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计等。
2．实验操作
(1)实验前,需调节杠杆在________位置平衡。
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2的数据记录在表格中。
(3)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,再做几次实验,将数据记录在表格中。
3．实验结论
杠杆的平衡条件:动力×动力臂＝阻力×阻力臂,用字母表示为F1l1＝F2l2。
水平
例　天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件,小海用图1甲所示的装置进行探究,其中杠杆的刻度均匀,每个钩码的重力均为0.5 N。
图1
(1)实验中,杠杆在________位置平衡最便于测量力臂,在调节杠杆水平平衡时,如果杠杆左端下沉应将平衡螺母向______调节。
(2)如图1乙所示,杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5 cm,杠杆都将失去平衡。由此可以猜想:杠杆的平衡可能与力的________和力臂有关。
水平
右
大小
(3)小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,进行了4次实验。杠杆平衡时的部分数据已填入表中,其中图1丙是第4次杠杆平衡时的情景,请将杠杆右侧的阻力数值填入表中。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1 0.20 2 0.10
2 2 0.15 2 0.15
3 2 0.15 1.5 0.20
4 1.5 0.10 ________ 0.15
分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件是______________。
(4)实验中多次改变力和力臂的大小,目的是________________。
1
F1l1＝F2l2
寻找普遍规律
拓展设问:
(5)小海与小兰对实验过程进行交流,产生了一个新的问题:若支点不在杠杆的中点,并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力,会出现什么现象 于是他们共同进行了如图1丁的探究。
①画出图1丁中F1的动力臂l1。
②多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验,发现杠杆平衡时,_____都是大于_____,其原因可能是___________________________。
F1l1
F2l2
杠杆自重对杠杆平衡有影响
(6)如图2是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,力臂是线段________(选填“OA”“OB”或“AB”),此时杠杆________(选填“仍能”或“不能”)保持平衡。
图2
OA
仍能
命题点1
杠杆类型的判断
1．(2020贵阳)撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示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．应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．应用此撬棒的主要目的是省距离
B
2．(2023贵州)工具的发明制造为生产、生活提供便利,如图所示的工具在使用中都是为了________(选填“省力”或“省距离”)。
省力
命题点2
杠杆作图
3．(2022遵义)人体中的某些部位具有杠杆的功能,图甲所示为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。
4．(2022黔东南州)如图所示,用杠杆将物体A提起,请画出使杠杆平衡最小力F的示意图和物体A所受重力的示意图。
命题点3
杠杆平衡条件的应用
5．(2019贵阳)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,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
D
6．(2024贵州)(多项选择)如图甲所示的条凳,人若坐在凳的一端,极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图,B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时,下列分析正确的是(　　　)
A．压力作用于A点,可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B．只要压力作用于凳面的中间,则条凳一定不会上翘
C．只要在A、D点同时施加压力,则条凳一定不会上翘
D．在B或C点施加一个压力,则条凳一定不会上翘
ABD
7．(2022贵阳)(多项选择)如图所示的情景展示了物理世界的平衡之美。用细线将铁锤悬挂在光滑的尺子上,锤柄末端紧贴尺面,尺子一端置于水平桌面边缘O点处,整个装置恰好处于平衡状态。若尺面水平且不计尺子和细线所受重力,下列说法正确的是(　　　)
A．尺子可以视为能绕O点转动的杠杆
B．细线对铁锤的拉力与铁锤所受重力是一对平衡力
C．细线对尺子的拉力大于锤柄末端对尺子的作用力
D．尺子与铁锤组成的整体,其重心在O点的正下方
ACD

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