教科版初二物理第30讲杠杆教师版劲松齐梅云Word文档下载推荐.docx
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从支点到动力作用线的距离。
用字母l1表示。
⑤阻力臂:
从支点到阻力作用线的距离。
用字母l2表示。
画力臂方法:
一找支点、二画线、三连距离、四标签
⑴找支点O;
⑵画力的作用线(虚线);
⑶画力臂(虚线,过支点垂直力的作用线作垂线);
⑷标力臂(大括号)。
3、研究杠杆的平衡条件:
1杠杆平衡是指:
杠杆静止或匀速转动。
2实验前:
应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
这样做的目的是:
可以方便的从杠杆上量出力臂。
3结论:
杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:
动力×
动力臂=阻力×
阻力臂。
写成公式F1l1=F2l2也可写成:
F1/F2=l2/l1
解题指导:
分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;
弄清受力与方向和力臂大小;
然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。
(如:
杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。
)
解决杠杆平衡时动力最小问题:
此类问题中阻力×
阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;
②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
4、应用:
名称
结构
特征
特点
应用举例
省力
动力臂
大于
阻力臂
省力、
费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力
小于
费力、
省距离
缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂
动力臂等于阻力臂
不省力
不费力
天平,定滑轮
三种杠杆:
(1)省力杠杆:
L1>
L2,平衡时F1<
F2。
特点是省力,但费距离。
(如剪铁剪刀,铡刀,起子)
(2)费力杠杆:
L1<
L2,平衡时F1>
特点是费力,但省距离。
(如钓鱼杠,理发剪刀等)
(3)等臂杠杆:
L1=L2,平衡时F1=F2。
特点是既不省力,也不费力。
天平)
应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。
题型一:
作图画力臂
例1.【河南省2015年中考物理试题】下图中OA为轻质杠杆,可绕O点转动,在点B处用细绳悬挂一重物,在A端施加动力F1,使杠杆在水平位置平衡。
请画出杠杆受到的阻力F2及动力臂l1.。
【答案】
【解析】
试题分析:
在B点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的拉力F2,即为阻力;
动力臂l1是从支点O到力F1的作用线的垂线段,如图。
例2.【湖南省邵阳市2015年中考物理试题】如图是用钓鱼竿钓鱼的情景,其中动力为F1,阻力为F2,请在图中作出阻力F2的力臂L2。
力臂就是从支点到力的作用线的距离。
标出字母L。
题型二:
杠杆平衡条件
例3.(2014•南昌)下面是国王与阿基米德的一段精彩对话.国王说:
“我想不费吹灰之力,就可以随便移动任何重量的东西.”阿基米德说:
“我不仅可以移动任何重量的东西,我还可以撬动地球.”请你说出阿基米德应用的原理和实现撬动地球的条件.
解析:
杠杆平衡条件是:
动力臂=阻力×
阻力臂,在阻力与阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,据此分析答题.
答案:
“给我一个支点,我可以撬动地球”所涉及到的物理知识是杠杆平衡原理.只要找到支点和足够长的杠杆即可撬动地球.
例4.(2014•青岛)运用知识解决问题:
如图2所示的轻质杠杆AB,OA=20cm,OB=40cm.物体M的密度为3×
103kg/m3.体积为8×
10﹣3m3.叶子姐姐在B端施加100N的力使杠杆水平平衡,则此时物体M受到水平面的支持力FM= 40 N,请画出物体M的受力示意图.
.
(3)由密度公式:
ρ=可知,物体的质量m=ρV=3×
103kg/m3×
8×
10﹣3m3=24kg,
由杠杆平衡条件得:
T×
OA=F×
OB,即:
20cm=100N×
40cm,解得:
T=200N,
地面对M的支持力:
FM=mg﹣T=24kg×
10N/kg﹣200N=40N,受力示意图如图所示:
(3)40;
如图所示.
例5.(2014•安徽)身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物.已知扁担长为1.8m,重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m,如图所示.则()
A.以哥哥的肩A为支点,可计算出弟弟承担的压力为400N
B.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为4:
9
C.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为9:
5
D.以弟弟的肩B为支点,可计算处哥哥承担的压力为600N
(1)根据杠杆平衡的条件(F1L1=F2L2)计算出弟弟对杠杆的支持力,然后根据相互作用力的关系求出压力的大小;
(2)以O为支点,利用杠杆平衡条件的变形公式即可求出兄弟二人对杠杆支持力之比,然后根据相互作用力的关系可知兄弟二人承担的压力之比;
(3)根据杠杆平衡的条件(F1L1=F2L2)计算出哥哥对杠杆的支持力,然后根据相互作用力的关系求出压力的大小.
A、以哥哥的肩A为支点,由F1L1=F2L2可知,弟弟对杠杆的支持力:
F1===400N;
由于压力和支持力是一对相互作用力,因此弟弟承担的压力为400N,故A正确;
BC、以O为支点,由F1L1=F2L2可知,兄弟二人对杠杆支持力之比为====,由于压力和支持力是一对相互作用力,因此兄弟二人承担的压力之比为4:
5或5:
4;
故BC错误;
D、以弟弟的肩B为支点,由F1L1=F2L2可知,哥哥对杠杆的支持力:
F1′===500N;
由于压力和支持力是一对相互作用力,因此哥哥承担的压力为500N,故D错误.
故选A.
题型三:
杠杆的分类
例6.(2014•南京)如图所示的器具,属于省力杠杆的是( )
结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
A、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;
B、独轮车动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B正确;
C、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C错误;
D、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误.
答案;
B.
基础演练
1、两个小孩坐在跷跷板上,当跷跷板处于平衡时()
A.两个小孩的重力一定相等B.两个小孩到支点的距离一定相等
C.轻的小孩离支点近一些D.重的小孩离支点近一些
2、图甲所示的杠杆是平衡的。
若如图乙所示,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
3、下图所示的用具中,属于费力杠杆的是()
4、在如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是()
5、如图3所示,使用中属于费力杠杆的工具是()
6.请标明图中杠杆的支点:
7.画出图中各力的力臂:
8.如图中均匀直棒OA可绕O点转动,请分别画出水平拉力F和重力G的力臂.
9.用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉,O是支点,在图中作出它的动力臂和阻力臂.
10.试在图上画出F1和F2的力臂
参考答案:
1、D2、B3、A4、B5、C
6.如图所示:
7.
8.
9.
10.
巩固提高
1、如图所示,一根杠杆可绕O点转动,B处挂着一重物G,如果在A点施加一个如图所示的动力F使杠杆在水平方向上平衡,则该杠杆为()
A.费力杠杆B.省力杠杆
C.等臂杠杆D.以上三种情况都有可能
2、当杆秤在水平位置平衡时,秤砣拉线正好压在4kg的刻度线上。
根据秤砣拉线、提纽和称钩所在秤杆的位置之间的距离的粗略关系,可以估测出秤砣的质量大约是()
A.10gB.400gC.1000gD.4000g
3、下面把车轮推上台阶的四种方法,推力的作用点相同,推力的方向不同,如图所示,则哪一种推法最省力()
4、汶川地震中,滚滚的山石挡住了道路。
增援人员要用撬棒撬开山石,分别沿如图所示的四个方向用力,其中最省力的是()
A.沿F1方向B.沿F2方向C.沿F3方向D.沿F4方向
5.F的方向始终竖直向上,在匀速提升重物G的过程中:
()
A.F大小不变;
B.F逐渐变大;
C.F逐渐变小;
D.F先逐渐变小后逐渐变大.
6、如图杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用,护城河上安装的吊桥就是―个杠杆,它的支点是
点,在匀速拉起吊桥时,它属于一个_____________杠杆。
7、如图所示,灯重30N,灯挂在水平横杆的C端,O为杠杆的支点,水平杆OC长2m,杆重不计,BC长0.5m,绳子BD作用在横杆上的拉力是多少?
(∠DBO=30°
8、如图所示,O为杠杆的支点,现在B端挂一质量为m的物体,在杆的中点A施加一适当大小和方向的力,可使杠杆OB在水平位置平衡,那么能使杠杆平衡的力是(不计杠杆自重)(
)
A.
B.
C.
D.
9、如图所示,杠杆OA的B点挂着一重物,A端用绳子吊在滑环M下,此时OA
恰好成水平,且A点与圆弧架PQ的圆心重合,那么当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中,绳子对A端拉力的大小将:
A,保持不变;
B,逐渐增大;
C,逐渐减少;
D,由大变小再变大。
10.画出并标明图中F、G对支点O的力臂.
11.画出图中F1和F2的力臂G1和G2.
1、B2、C3、C4、C5、A6、C,省力7、808、AB9、D
11.
1、简单机械在日常生活中应用十分广泛,下列图中属于费力杠
杆的是()
2、在图中,要将一圆柱体重物推上台阶,最小的作用力应是()
3、门的把手一般都安装在离门轴远的一端,如图5所示。
其中的
科学道理是()
A.根据杠杆的知识,推开门时比较省距离
B.根据杠杆的知识,推开门时比较省力
C.根据功的知识,推开门时手对门做功较慢
D.根据功的知识,推开门时手对门做功较少
4、台风是一种破坏力很大的灾害性天气。
某次台风把市民公园的一棵大
树吹倒了,需要两个工人把它扶起,工人们想到了下列图示四种方案
,每个人所需拉力最小的方案是()
5、端午节赛龙舟选手一手撑住桨的末端(视为支点),另一手用力划桨,此时船桨属于_