初三物理简单机械—杠杆.pdf
学科教师辅导讲义 课 题 简单机械杠杆 授课日期及时段 教学目的 1.知道什么是杠杆，能从常见的工具中认出杠杆。2.通过观察和实验了解杠杆的结构，熟悉有关杠杆的名称及生活中的应用。3.能用杠杆的原理分析解决简单的有关杠杆平衡的问题。重点难点 1.画杠杆的动力臂和阻力臂。2 探究杠杆的平衡条件以及对杠杆平衡条件的理解。3 利用杠杆平衡条件分析解决有关杠杆平衡的问题。教学内容【本章知识结构】知识点归纳及应用：一、杠杆：1、定义：一根硬棒，在力的作用下如果绕着固定点转动，这根硬棒叫做杠杆。2、杠杆五要素：（1）支点：杠杆绕其转动的点，一般用字母O 表示该点。（2）动力：使杠杆转动的力，一般用字母F1 表示。(3)阻力：阻碍杠杆转动的力，一般用字母F2 表示。（力臂：从支点到力的作用线的距离。）(4)动力臂：从支点到动力作用线的距离，一般用L1 表示。（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，一般用字母L2 表示。3、杠杆作图要点：找到两点一线，两点即支点和力的作用点，一线即力的的作用线，然后从支点作力的作用线的垂线，这条垂线段即力臂。4、杠杆平衡及平衡条件：简单机械和功 滑轮 简单机械 杠杆 种类和特点 组合和特点 功 功率 机械效率 （1）杠杆平衡：当杠杆处于静止或匀速转动状态时，就称为杠杆平衡。（2）杠杆的平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，即 F1L1F2L2（这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理）二、杠杆的分类三种杠杆 1、省力杠杆：动力臂 L1L2 阻力臂 动力阻力 特点：省力费距离 例：剪铁剪刀，铡刀，起子 2、费力杠杆：动力臂 L1L2 阻力臂 动力阻力 特点：费力但省距离 例：筷子，镊子，钓鱼竿，理发剪刀 3、等臂杠杆 动力臂 L1=L2 阻力臂 动力=阻力 特点：既不省力也不费力 例：天平 三、杠杆的应用 在我们生活中常见的简单机械中，怎样根据所学知识分析出它属于哪类杠杆呢？【方法】第一步，找出找到支点，动力作用点，和阻力作用点。第二步，找到三点后，这样就可以估测出动力臂和阻力臂的大小。第三步，根据杠杆的分类，分析此简单机械归属哪类杠杆，若动力臂阻力臂则是省力杠杆，动力臂阻力臂则是费力杠杆。典型题型讲解：【例 1】用杠杆原理分析一下下面常见工具：镊子；羊角锤；铡刀；钩鱼杆；扳手；裁衣剪刀；天平；大扫帚；筷子；修树枝的剪刀；（11）道钉撬；（12）瓶盖起子；（13）钢丝钳；其中属于省力杠杆的是 ，特点：；属于费力杠杆的是 ，特点：；属于等臂杠杆的是 。特点：。【例 2】瓶盖起子示意图如下：正确表示开瓶盖时该杠杆的支点、动力和阻力的是()【例 3】修理树枝剪刀：园艺师傅使用如图 2 所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴 O 靠近，这样做的目的是为了：（）A、增大阻力臂，减小动力移动的距离；B、减小动力臂，减小动力移动的距离；C、增大动力臂，省力；D、减小阻力臂，省力。【例 4】各类剪刀：各式各样的剪刀都是一对杠杆。要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适?（）A B C D【例 5】镊子 用一把摄子夹取物体，手压在 B 处，如图 3 所示。镊子作为杠杆，支点在 处，它是 杠杆。（填省力、费力情况）O A【例 6】指甲刀如图所示是一个指甲刀的示意图；它由三个杠杆 ABC、OBD 和 OED 组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是：（）A、三个杠杆都是省力杠杆；B、三个杠杆都是费力杠杆；C、ABC 是省力杠杆，OBD、OED 是费力杠杆 D、ABC 是费力杠杆，OBD、OED 是省力杠杆。【例 7】用钓鱼杆钓鱼的时候，鱼钩已经钩住了鱼鱼还在水中时，感觉鱼很轻，刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。对钓鱼过程的下列几种解释，错误的是（）A.鱼离开水后，失去了水的浮力，使人感觉鱼变重了 B鱼离开水后，鱼的重力增大，使人感觉鱼变重了 C鱼离开水后，钓鱼线对钓鱼杆的拉力会增大 D钓鱼杆是一种费力杠杆 四、杠杆力臂的画法 步骤：(1)找到支点，力的作用点，(2)并确定力的方向，找到力的作用线；(3)从支点到力的作用线做垂线短。【例 8】（1）图 1 中杠杆 AB 处于平衡状态，请作出力臂L对应的力的示意图。（2）图 2 是一种常见的活塞式抽水机示意图，在图中画出手柄所受动力 F1的力臂及阻力。【课堂练习】1.如图所示的杠杆中，动力的力臂用 表示，图中所画力臂正确的是（）2.绘制力臂 图 1 图 2 3.使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上 A 点。请作出拔钉子时所用最小动力 F 的示意图。4如图 8-9 所示，作出力 F 的力臂 5如图 8-10 是斜拉旅行箱的简化模型画出它的动力臂 L1和阻力臂 L2 6现将一石磙推上台阶，请你在图 8-11 上画出最小力的示意图 7.(1)请在图（甲）中画出力 F 的力臂；（2）如图（乙）所示，F1是作用在抽水机手柄 A 点处的动力，请画出动力 F1的力臂 l1和阻力 F2；（3）请在图丙中，作出力 F 对于支点 O 的力臂。（甲）（乙）（丙）8如图1所示，杠杆处于平衡状态，力的力臂是（）A 9在图 6 的两图中画出动力臂和阻力臂 10工程车上的起重臂就是一个费力杠杆（如图 9 所示），使用它的好处是能够省 ；如图所示，A 装置是_滑轮（定/动），它的实质是_，使用它的作用是_。图 1 图 6 O 图 8-11 图 8-9 图 8-10 图 8-12 图 8 五、利用杠杆平衡求解实际问题：1、小兰和爸爸的体重分别为 400N 和 800N，小兰站在距离中央支点 2m 的一侧，爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?2、如图所示，轻质杠杆 OA 可绕 O 点转动，OA=0.3 米，OB=0.2 米,A 点处挂一个质量为 2 千克的物体 G，B 点处加一个竖直向上的力 F，杠杆在水平位置平衡，则物体 G 重力大小为 牛，力 F 大小为 牛。3.所示杠杆重不计，O 为支点，AO0.2m，当在 A 点悬吊一重 6N 的物体，绳子的拉力 F3N 时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力 F 的力臂 L，力臂 L 为_m 六、非平衡状态杠杆的求解问题：1、如下图所示，在杠杆 OA 上的 B 点悬挂一重物 G，A 端用细绳吊在小圆环 E 上，且细绳 AE 长等于圆弧 CED 的半径，此时杠杆恰好成水平状态，A 点与圆弧 CED 的圆心重合。E 环从 C 点沿顺时针方向逐渐滑到 D 点的过程中，吊绳对 A 端的作用力大小将（）A保持不变 B逐渐变大 C由大变小，再由小变大 D由小变大，再由大变小 2、一根轻质杠杆可绕 O 点转动，在杠杆的中点挂一重物 G，在杆的另一端施加一个方向始终与杠杆保持垂直的力 F，如图所示，力 F 使杆从所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中，力 F 和它的力臂 LF、重力 G 和它的力臂 LG的变化情况是（）AF 增大，LF减小 BF 减小，LF增大 CG 不变，LG减小 DG 不变，LG增大 3一个杆秤，如果秤砣被磨损掉一部分，则它称得的质量比被称物体实际质量 （）A小 B大 C相等 D无法判定 4 如图 8 所示杠杆,O 是支点,中间挂一重物 G,如果在杠杆的另一端 M 处加一个力 F 使杠杆平衡,且要求所加的力要最小,则这个力（）图 8-2 A应沿 MQ 方向 B应沿 MP 方向 C应沿 MN 方向 D可沿任意方向 5.某同学用长 1.8m 的扁担挑水,甲桶重 200N，乙桶重为160N，问：甲桶应距人肩多远扁担才能平衡？【家庭作业】一、填空题 1.一根硬棒，在_ 下能绕着_转动，这根硬棒就是杠杆.支点是_；动力是_；阻力是_；阻力臂是 _.在日常生活中我们使用的工具属于杠杆的有_、_、_等.2.杠杆的平衡条件是_，如果杠杆的动力臂是阻力臂的 5 倍，当杠杆平衡时，动力是阻力的_ 倍.3.如果作用在杠杆上的动力是 80 N，动力臂是40 cm，阻力臂是 10 cm，杠杆平衡时，阻力是_.4下图中，图的握法更有利于拧紧或松开螺帽 5如图 8-2 为一根硬棒，棒上标出了A、B、C三点，把它作杠杆使用那么，当以棒上的 点为支点、动力作用在 点、阻力作用在 点时，最省力 6如图 8-5 所示，轻质杠杆 OA 中点悬挂一重 G=60N 的物体，在 A 端施加一竖直向上的力 F，杠杆在水平位置平衡，则 F=N；保持 F 的方向不变，将杠杆从 A 位置匀速提到 B 位置的过程中，力 F将 （填“变大”、“不变”或“变小”）7 在 下 列 日 常 生 活 使 用 的 工 具 中：省 力 的 杠 杆 有 _；费 力 的 杠 杆 有_；既不省力也不费力的杠杆有_.撬棒天平筷子铡刀脚踏 刹车镊子 起子钓鱼杆 8一条扁担长 1.5 m，前端挂 200 N 重的货物，后端挂 300 N 重的货物，肩膀应离扁担的前端_ m才能使其刚好平衡.9如图 126 所示，用一个小小的弹簧秤，竟然称出了大象的重，他用了一根 10 m 长的槽钢，当槽（a）（b）图 8-1 钢呈水平平衡时，弹簧秤和大象到悬挂点的距离分别是 9.54 m 和 0.06 m，若弹簧秤指示着20 kg 的重量，则大象和铁笼共重约_t.二选择题 1下列四个民间熟语对应的物理知识不正确的是 ()A.人多力量大杠杆原理 B磨刀不误砍柴工减小受力面积，增大压强 C潭清疑水浅光的折射现象 D一个巴掌拍不响力是物体对物体的作用 2如图 12-6 所示，杠杆 AOB 的 A 端挂重为 GA的物体，B 端挂重为 GB的物体时，杠杆处于平衡状态，若 AO=BO，杠杆自身重力不计则()AGA=GB BGAGB D无法判断 3在图 12-7 中，杠杆有可能平衡的是 A.甲图的杠杆 B.乙图的杠杆 C.丙图的杠杆 D.丁图的杠杆 4两个小孩坐在跷跷板上，恰好处于平衡，此时 A.两个小孩重力一定相等 B.两个小孩到支点的距离一定相等 C.两个小孩质量一定相等 D.两边的力臂与小孩重力的乘积相等 5一个杠杆已经处于平衡状态，如果在这个杠杆上再施加一个作用力，则()图 12-6 图 127 A.杠杆仍有可能平衡，只要这个力加在动力一边 B.杠杆仍有可能平衡，只要这个力加在阻力一边 C.杠杆仍有可能平衡，只要这个力的作用线通过支点 D.杠杆不可能平衡，因为多了一个力 6.如图 128 所示要使杠杆平衡，作用在 A 点上的力分别为 F1、F2、F3，其中最小的力是()A.沿竖直方向的力 F1最小 B.沿垂直杠杆方向的力 F2最小 C.沿水平方向的力 F3最小 D.无论什么方向用力一样大 7如图 129 所示，把一根均匀的米尺，在中点 O 支起，两端各挂四个钩码和两个钩码，恰好使米尺平衡，按下列方式增减钩码或移动钩码，下列几种方式仍能保持米尺平衡的是()A.两边各加一个钩码 B.两边钩码各向外移动一格 C.左边增加一个钩码，右边向外移动一格 D.左右两边的钩码各减少一个 8如图 1210 所示，一直杆可绕 O 点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆()A.始终是省力杠杆 B.始终是费力杠杆 C.先是省力的，后是费力的 D.先是费力的，后是省力的 三、作图题 1、.在图 1211 的两个图中，画出各力的力臂.2、.如图 1212 所示，杠杆的 B 端挂一重物，在 A 点施加一个最小的力，使杠杆平衡在图中所示的位图 128 图 129 图 1210 图 1211 置上，试画出这个力的示意图.四、计算题 1有一根 1.5 m 长的杠杆，左端挂 300 N 的物体，右端挂 500 N 的物体，若不计杠杆重力，要使杠杆平衡，支点应在什么位置？如果两端各加 100 N 的重物，支点应向哪端移动？移动多少？图 1212 参考答案 一、填空题 1.力的作用 固定点 杠杆绕着转动的固定点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 从支点到阻力作用线的距离 台秤 剪刀 钳子 2.F1L1=F2L2 0.2 3.320 N 4.5.0.9 m 6.3.18 二、选择题 7.D 8.D 9.C 10.B 11.C 12.C 三、作图题 13.略 14.略 四、计算题 15.支点距离左端 0.9375 m 支点应向左端移动 移动 3.75 cm
