新人教版八年物理下册121杠杆导学案.docx

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新人教版八年物理下册121杠杆导学案

第1节杠杆

一、创设情景

下面的简单机械中有哪些共同的特征？

二、探究新知

1、杠杆

（1）定义：

____________________________________。

（2）杠杆的五要素

①支点：

__________________________________，用字母______表示。

②动力：

__________________________________，用字母______表示。

③阻力：

__________________________________，用字母______表示。

④动力臂：

__________________________________，用字母______表示。

⑤阻力臂：

__________________________________，用字母______表示。

练习：

画出各力的力臂。

探究杠杆平衡条件

实验步骤：

如图3所示。

①将杠杆中点支起，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

②在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。

③把支点右边的钩码重当作动力F1，支点左边的钩码重当作阻力F2，用刻度尺量出动力臂l1和阻力臂l2，将各数值填入表格中。

④改变钩码的个数，再做两次，结果填入表中。

实验

次数

动力

F1（N）

动力臂l1（cm）

阻力

F2（N）

阻力臂l2（cm）

动力×动力臂

F1l1（Ncm）

阻力×阻力臂

F2l2（Ncm）

1

2

3

通过实验得出杠杆平衡条件：

_________________________________________

3、三种杠杆

⑴省力杠杆：

_____________________________________________________。

⑵费力杠杆：

______________________________________________________。

⑶等臂杠杆：

______________________________________________________。

现在来看看生活中常见的一些杠杆分别属于那种杠杆。

铁皮剪刀（_________）瓶起子（_________）筷子（_________）镊子（_________）

钳子（_________）钢笔写字（_________）钓鱼杆（__________）铡刀（_________）

指甲刀（___________）起钉锤（___________）天平（___________）

分析图中的剪刀哪些是省力杠杆，哪些是费力杠杆？

它们都有哪些应用？

例题1：

如图6所示，是人身体当中的杠杆，分析它们是何种杠杆。

仰头踮脚屈臂

图6

例题2：

夹子是我们生活中经常使用的物品，图7给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况，判断分别属于何种杠杆。

乙

图7

甲

例题3：

据《杭州日报》报道，2001年6月22日在杭州动物园，一位物理老师用一只弹簧测力计“称”出了一头大象的质量．在“称”象的过程中，他还动用了吊车、铁笼和10m长的槽钢作为辅助工具（如图8所示）．若不计槽钢和铁笼的物重，吊车的吊钩固定处距系弹簧测力计一端的距离为9m，距系铁笼处的距离为7cm，当槽钢处于水平状态时弹簧测力计的示数为200N。

试估算大象的质量（g取10N／kg）．

图1

【知识要点】认识杠杆

【例题1】画出图9中杠杆上的力F1、F2的力臂L1、L2。

图9

【例题2】市区街道两旁公共汽车站台可看到如图10所示的站名牌，它可看作一个处于平衡状态的杠杆，在图中画出使它平衡的力和该力的力臂。

【例题3】在图11中，画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图．

【例题4】如图12所示，重200N的均匀长木板AB在细绳拉力作用下保持静止。

请你根据所给出的标度画出木板受到的重力和拉力的图示，以及拉力的力臂。

图12

图11

图10

【例题5】如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，L1为F1的力臂。

请在图13中作出F2的力臂L2及力F1。

【练习】

1．如图14是用钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，F1为手对鱼竿的作用力，请画出：

①鱼线对钓鱼竿拉力F2的示意图；②F1的力臂L1

2．图15所示的是一种厕所坐便器的自动上水装置示意图。

坐便器冲水之后由自来水自动上水，当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。

请在图中作出力F1、F2的示意图及其力臂，并分别用L1和L2表示力臂，O为支点。

3．如图16所示，一轻质杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态．L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图．

4．如图17所示，杠杆处于平衡状态，F1是动力，L2是阻力臂。

请在图中画出F1的力臂及阻力F2。

【知识要点】杠杆的平衡原理

【例题1】小华用钓鱼竿钓起重为15N的鱼，如图18所示，OA=0.4m，OB=2m。

下列说法正确的是（）

A．用钓鱼竿钓鱼费距离B．手对鱼杆的拉力F1的大小为75N

C．钓鱼竿是个省力杠杆D．手对鱼杆的拉力F1的大小为3N

【例题2】如图19所示，重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动，在A端挂一边长为50cm的正方体P，一个体重为500N的中学生站在B点时，P对地面的压强刚好为零，且OA=1m，OB=3m，则物体P的重力为_______N，当人向左走1m时，P对地面的压强为_______Pa。

【例题3】密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物P时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图20所示，则此直尺受到的重力是（）。

A．2.5NB．5NC．10ND．无法确定

【练习】

1．如图21，OA＝BA＝10cm，重物G＝20Ｎ，要使杠杆平衡，应该在B点作用上一个竖直向________的力，大小__________Ｎ．

2．如图22所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA=0.3m，OB=0.2m．A点处挂一个质量为2kg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的重力大小为_______N，力F大小为_______N．

3．如图23所示的杠杆重不计，O为支点，AO＝0.2m，当在A点悬吊一重6N的物体，绳子的拉力F＝3N时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力F的力臂l2，力臂l2为________m．

4．一同学在家里帮爸爸安装一只临时电灯照明，当绳子AB使杠杆处于图24所示位置时，AB＝4ｍ，OB＝3ｍ，若绳子AB拉力是30N，则灯的重力是多少？

5．（多选）如图25所示，均匀木棒AB长为1m，水平放置在O1、O2两个支点上，已知AO1、O2B的长均为0.25m，若把B端竖直向上稍微抬起一点距离，至少要用力20N，则下列说法中正确的是（）

A．木棒自重60NB．若把B端竖直向下秒微压下一点距离至少要用力60N

C．若把A端竖直向上稍微抬起一点距离至少要用力40N

D．若把A端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力60N

6．如图26所示，把一根质量是2kg且质量均匀分布的木棒AOB从O点悬挂（AO=3OB），当在B端挂一个重物时，木棒恰在水平位置平衡。

求此重物的质量是多少？

【知识要点】杠杆的极值问题

【例题1】在电视剧《三国》中，有这样一个情景：

一群士兵用力拉动一个杠杆，会将石块抛向敌方阵营。

它是一个杠杆。

要把石块抛出去，图27中作用在A点的力沿______方向最小。

【例题2】如图28所示，重力不计的杠杆OAB，可绕O点在竖直平面内转动。

重力为100N的物体挂在OA的中点处。

已知OA=40cm，AB=30cm，OA垂直于AB，杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。

要使杠杆平衡，且OA段处于水平位置，那么作用于B端的最小力的力臂等于cm，最小力的大小等于N。

【例题3】如图29所示，直径100cm，质量40kg的均匀圆柱体放在水平地面上，靠在10cm高的台阶边，为使它滚上台阶，那么在圆柱体边缘上哪点，沿什么方向施力时才能用最小的力使圆柱体刚好离开地面？

在图29上画出这个力并求出力的大小。

【练习】

1．如图30所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是（）

A．F1B．F2C．F3D．F4

2．如图31所示，为了使杠杆OA保持水平，可分别在A点沿不同方向施加作用力F1或F2或F3。

这三个力的大小关系是（）

A．F2

3．如图32所示，用撬棒撬起大石头，向上、向下用力都可以，哪一种方式更省力？

请你具体说明原因。

4．如图33，在杠杆AB上挂了一个重为G的物体。

为使杠杆在图中的位置静止．请在杠杆上画出最小的动力F和它的方向。

5．在图34中，画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。

6．小明推一辆满载重物的独轮车，手握在车把A处（图35中未画人），遇到一个较高的台阶，他自己推不上去，小华赶快跑来帮忙．小华选择了一种最省力且效果最好的施力方法，请画出小华所施力F的示意图．

中考实战演练

1．如图36所示，使用中属于费力杠杆的工具是（）

2．如图37所示的生活用具中，使用时属于省力杠杆的是（）

3．观察图38所示的指甲刀的结构图，其中分析正确的是（）

A．一个杠杆，且是省力杠杆

B．两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆

C．三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆

D．三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆

4．图39甲所示的杠杆是平衡的。

若如图39乙所示，在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，杠杆（）

A．仍能平衡B．不能平衡，A端上升C．不能平衡，B端上升D．无法判断

5．如图40赛艇运动员用很长的船桨划船，而不用手直接划水。

使用船桨能（）

A．省力B．省距离C．获得较大的动力D．受到更大的阻力

图41

图40

6．如图41所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是（）

A．将左右两边的钩码均向外移动一格

B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变

C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变

D．将左边的钩码向里移动一格，同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变

7．图42是搬运泥土的独轮车，独轮车属于杠杆（选填“省力”或“费力”）．设车箱和泥土的总重G=1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是______m，F的大小至少是N．

8．如图43是人抬独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个＿＿＿＿杠杆（选填“省力”或“费力”）；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N，抬起车把的力F为＿＿＿＿N。

9．如图44所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为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，则力F的大小是_______________，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将_____________（选填“变大”、“变小”、或“不变”）。

10．如图45是用螺丝刀撬起图钉的示意图，O为支点，A为动力作用点，F2为阻力。

请在图中画出阻力F2的力臂l2及作用在A点的最小动力F1的示意图。

11．如图46是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意图，O是轮子的转轴，O′是箱体的重心。

以O为支点，画出力F的力臂和箱体所受重力的示意图。

12．如图47是列车上售食品的手推车，当前轮遇到障碍物时，售货员向下按扶把，使手推车前轮向上翘起，请画出售货员所用的最小动力及其力臂。

图47

图46

图45

13．有一种新型水龙头，如图48甲所示．当我们用水时，只需用手拨动出水口处的机械制杆即杠杆，水就流出；手离开，水龙头就关闭，它能达到感应水龙头一样的节水效果．如图乙为此杠杆的简化示意图，O为支点，F2为阻力，请你在图中A点画出杠杆所受动力F1的大致方向，动力臂L1及阻力臂L2．

图48图49

14．如图所示，在一次野外活动中，某同学先后用甲、乙两种方式扛着同样的包裹前进，两种方式中哪种更轻便、更合理？

请从物理学的角度说明理由。

15．如图50是“探究杠杆平衡条件”的实验装置。

（1）实验前，发现杠杆左端略高于右端，应将螺母向____调节，直到杠杆在水平位置平衡。

（2）在图甲中的A处挂2个相同的钩码，要使杠杆水平平衡，在B处应挂____个同样的钩码。

（3）在图乙中的C处施加竖直向下的拉力F，使杠杆水平平衡。

当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉力F的大小将____，原因是________________。

图50

16．如图51甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：

杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。

此时，应把杠杆两端的平衡螺母向____（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持____并静止，达到平衡状态。

这样做的好处是：

便于在杠杆上直接测量________________。

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。

于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：

____________________。

他这样得出的结论是否合理？

____；为什么？

________________________。

图51

（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：

“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？

”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。

其原因是：

________________________________。

17．在我市物理实验操作考试中，考评教师针对“探究杠杆平衡条件的实验”，记录了甲、乙同学的操作过程（如下表），他们的实验步骤中均因为存在错误而失分。

请你指出错误的步骤，并说明失分原因。

甲同学

乙同学

实

验

步

骤

1．调节杠杆在水平位置平衡如图a所示

2．在带有滑道的杠杆两端挂上钩码后，杠杆的状态如图b所示。

调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡

3．记录钩码重，并读取动力臂OA和阻力臂OB

1．调节杠杆在如图c所在的位置保持静止状态

2．在带有滑道的杠杆两端挂上钩码，并调节钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，如图d所示

3．记录钩码重，并读取动力臂OA和阻力臂OB

实

验

装

置

甲同学：

错误步骤________（填序号）；失分原因________________________________

乙同学：

错误步骤_______（填序号）；失分原因________________________________