初二物理简单机械之杠杆教案.docx
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初二简单机械之杠杆教案
l知识精解
杠杆
杠杆的概念及五要素
杠杆的平衡条件
杠杆的分类及其应用
一、杠杆的定义及五要素
定义：
杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒。
所谓硬棒，就是要求在使用时棒不会变形，至于棒的形状则并非一定要求是直的，比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆。
注意：
所谓动力与阻力并无严格区别。
千万不能理解成力臂为支点到力的作用点的长度．
二、怎样正确理解力臂的概念？
1、画力臂的一般步骤
（1）确定支点O．
（2）画好动力作用线及阻力作用线．画的时候可用虚线将力的作用线延长．
（3）再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂．
（4）最后用大括号勾出力臂，在旁边标上字母l1或l2，分别表示动力臂或阻力臂。
2、关于力臂的概念，要注意以下几点：
（1）力臂是支点到力的作用线的距离，
（2）作用在杠杆上的力的大小，若作用点不变，但力的方向改变，那么力臂一般要改变。
（3）支点一定在杠杆上，力臂不一定在杠杆上，
（4）若力的作用线过支点，则它的力臂为零．
三、杠杆平衡及平衡条件
1、杠杆平衡的标志————杠杆保持静止不动或匀速转动。
2、杠杆平衡的条件是：
即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。
3、研究杠杆平衡的实验
注：
（1）、杠杆必须在水平位置平衡
（2）、如用弹簧测力计应沿竖直方向
四、杠杆的分类判断技巧：
①根据力臂大小关系②根据实际应用
省力杠杆L1＞L2F1＜F2费力省距离如：
撬棒、起子、钢丝钳、刹车杆
等臂杠杆L1＝L2F1＝F2不省力也不省距离如：
天平、定滑轮
费力杠杆L1＜L2F1＞F2费距离省力如：
钓鱼竿、理发剪、缝纫机脚踏板
五、最省力力臂的画法__---连接力的作用点与支点，过作用点作连线的垂线为力的作用方向，此时的力臂最大。
六、杠杆转动方向的判断————杠杆将向着力矩大的方向转动
法一：
比差法法二：
极端思维法
七．力臂和力的变化
l经典例题
【例1】画出下列图中所示的杠杆（支点为O）的力臂。
甲
★解析
【例2】下表是小王在“研究杠杆的平衡条件”的实验中，记录的部分测量结果，请在空格中填入适当的值。
（每个钩码质量为50g，g=10N/kg）
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
0.5
8
1
4
2
6
1.5
8
在本次实验课的总结中，老师提出了这样一个问题：
如下图所示，杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到的现象将是什么？
小王认为，杠杆仍能保持平衡；小李认为，杠杆将顺时针转动；小赵认为，杠杆将逆时针转动，你的观点是。
【例3】扁担长m，两端物体的重力分别为G1=500N，G2=300N。
若不考虑扁担的重力。
⑴人的肩头应在什么位置,扁担才平衡?
⑵若扁担两端同时增加G=100N的重力,肩头应在什么位置?
图12-21
【例4】一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是4cm，秤砣质量250g．用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？
若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少kg的物体？
（如图12-21所示）
【例5】如图12=20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（）
图12-20
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
图12-18
【例6】如图12-18所示，O为杠杆AC的支点，在B处挂一小球，AO=OB=BC，为使杠杆在水平位置平衡，画出施加在杠杆上最小动力F1的力臂L1并标出F1的方向。
【例7】一根长为的均匀木条，支点在中点时正好平衡，如果把其左端的一半锯下迭放在剩余部分上面（如图）木条还能保持平衡吗？
为什么？
比差法
图
【例8】如右图所示杠杆平衡，如将两物体向中间平移相同距离杠杆还平衡吗?
若将杠杆两物体同时减少同样的重力杠杆还平衡吗?
图12-16
【例9】如图12-16所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，阻力G的力臂，动力F；若所用的力始终竖直向上，则动力F。
（填“变大”或“变小”“不变”）
图12-17
【例10】如图12-17所示，一根重木棒在水平拉力Ｆ的作用下以Ｏ点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为l，动力与动力臂的乘积为Ｍ，则（）
A．Ｆ增大，ｌ增大，Ｍ增大B．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ减小
C．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ增大D．Ｆ减小，ｌ增大，Ｍ增大
l课堂练习
图12-24
1．作用在杠杆上的动力为50N，阻力为600N，杠杆恰好平衡，则杠杆的动力臂和阻力臂之比为 。
2．如图12-24所示，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以Ｏ为支点．杠杆的左端挂有物体Ｍ，支点右边的Ａ处挂钩码，杠杆平衡．若将支点移到B点，要使杠杆重新平衡，在A点应挂个相同的钩码。
图12-25
3．如图12-25所示，ＡＢ为一根质量不计的细棒，用绳在Ｏ处吊起，当Ａ、Ｂ两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡．若ＯＡ=0.8m，ＯＢ=0.4m，甲的质量为１０kg，则乙的质量为kg．
4．下列工具中，属于省力杠杆的是 （）
A．夹邮票用的镊子 B．理发师修剪头发用的剪刀
C．剪铁丝用的钢丝钳 D．钓鱼用的鱼竿
5．如图12-26所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（）
图12-26
6．在图12-27中画出力F1和Ｆ2的力臂．
图12-28
7.如图12-28,工人师傅用吊车搬运集装箱.集装箱重G=2×104N,支撑杆对吊车臂的支持力为F.在图中画出集装箱所受重力的示意图和支持力F对转动点O的力臂.（题型一）
图12-27
图12-29
8．工人剪铁皮时，有时用两根铁管套在剪刀柄上（如图12-29），这是什么道理？
9．在研究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。
他们经过实验，获得了下述数据：
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
4
5
5
4
于是，他们认为自己的猜想得到了验证。
你认为他们的实验过程存在什么问题？
图12-30
10．图12-30中，OB为轻质杠杆，OA=60cm，AB=20cm。
在杠杆的B端挂一个所受重力为60N的重物，要使杠杆
在水平位置上平衡，在A点加一个多大的竖直向上的拉力？
l课后作业图12-38
1．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的重物户时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图12-38所示，则此直尺受到的重力是（）
A．2．5NB．5NC．10N D．无法确定
2．根据使用情况的不同，杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆三类。
省力杠杆的特点是：
，距离；费力杠杆的特点是：
，
距离；等臂杠杆的特点是：
。
3．如图9-4所示，杠杆处于平衡状态。
根据问题作出下列选择：
A．杠杆保持平衡
B．将顺时针转动
C．将逆时针转动
D．无法确定转动方向
（1）若将两边的钩码都向支点移动一格，那么观察到的现象将是（）
图9-4
（2）若在两边再各加挂一只钩码，那么观察到的现象将是（）
4．如图9-23所示，一根轻木条左端放一支较矮的蜡烛，右端放一支较高的蜡烛，两支蜡烛一样粗细，在O处将木条支起，木条能在水平位置平衡。
同时点燃蜡烛，点燃后燃烧速度相同。
那么，在燃烧过程中，木条（）。
A．始终保持水平B．左端会下沉C．右端会下沉
图9-25
5．如图9-24，要在杠杆的A端作用一个最小的力F使杠杆平衡，在图中画出这个力的力臂L及这个力的示意图。
图9-24
图9-23
6．图9-25所示，两个小孩正在玩跷跷板。
现在是女孩把男孩跷起来了。
如果你是那个男孩，你有什么最简单的办法把女孩跷起来呢？
课堂小结
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