- 2021-06-22 发布 |
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文档介绍
初中8年级物理教案:第03讲 杠杆的动态平衡
辅导教案 学员姓名: 学科教师: 年 级:初二 辅导科目:物理 授课日期 ××年××月××日 时 间 A / B / C / D / E / F段 主 题 杠杆的动态平衡 教学内容 1、加强力臂画法; 2、知道杠杆平衡条件 3、熟悉杠杆动态平衡常见题目类型 4、掌握常见题型的分析解决问题的方法 教法指导:本环节采用提问抢答的进行,如果学生的抢答不积极,可以适当采用轮换回答的方式进行。建议时间10分钟。 一、故事引入 杠杆是我们日常生活中最常见、最普遍的一类机械,“给我一个立足点,我就能移动地球。”这是希腊科学家阿基米德的一句名言。实际上,用杠杆移动地球是不可能的。但是这反映了阿基米德发现杠杆规律后的兴奋心情。用杠杆虽然不能移动地球,但它的应用却是非常广泛的! 二、画力臂的一般步骤? O F G F2 l2 F1 l1 a.找出支点O; b.作出力的作用线,注意,延长线用虚线; c.从支点作力的作用线的垂线,注意,垂线用虚线,并标上垂直符号; d.力臂即支点到垂足的距离,用大括号标注,并标上l1或l2; 三、杠杆的平衡状态 1、杠杆的平衡状态 ;杠杆的平衡是指杠杆静止不转,或者杠杆匀速转动. 2、杠杆的平衡条件是: (文字) (符号)动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂;写成公式就是:F1·l1=F2·l2或写成比例式:= 3、使用动力臂 阻力臂的杠杆可以省力,但省力的同时费了 ;使用动力臂 阻力臂的杠杆可以省距离,省距离的同时费了 。无论使用哪种杠杆,都 既省力又少移动距离。 4、如果使用的杠杆动力臂 阻力臂,这样的杠杆既不省力也不费距离,我们称之为 ,如我们常用来测质量的 就是这类杠杆。 5、当力的作用线过支点时,该力对杠杆没有转动效果。 6、当杠杆平衡时,动力和阻力对杠杆的转动效果相反。 一、 对力臂的理解 例1.按下面的要求作图。 (1) 如图所示,杠杆上的刻度是均匀的,每只钩码质量都相等,画出在杠杆的B点上需挂几个钩码才能使杠杆在水平位置平衡。 (2)如图所示,杠杆在力Fl、F2的作用下处于平衡状态,在图中画出已知力Fl和F2的力臂L1和L2。 (3)如图所示,杠杆OA在力Fl、F2的作用下处于平衡状态,L2是力F2的力臂,在图中画出力F2的示意图。 二、分析杠杆的最小力问题 例2.如图所示,O为轻质杠杆AB的支点,杠杆上刻度均匀,在距支点10厘米的B处挂有600牛的重物,要使杠杆平衡,需要在A处至少加 牛的力,且方向为 。 答案:200;竖直向下。 解析:当杠杆平衡,阻力、阻力臂一定时,根据F1L1=F2L2可知,动力臂最长时动力最小。 小试牛刀:如图10为一根硬棒,棒上标出了A、B、C三点,把它作杠杆使用。则以棒上的 点为支点、动力作用在 点、阻力作用在 点时,最省力。 图10 答案:A;C;B 小试牛刀2:如图所示,在“研究杠杆的平衡条件”的实验中,若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体,右端用弹簧秤拉着,使杠杆在水平位置保持平衡,今握着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2(杠杆始终在水平位置保持平衡),则弹簧秤的示数( ) A.不断增大 B.先增大,后减小 C.不断减小 D.先减小,后增大 答案:D 三、动态平衡分析:阻力一定,判断动力的变化情况 例3(不变,变化)、如图1所示,轻质杠杆可绕O转动,在A点始终受一垂直作用于杠杆的力,在从A转动A/ 位置时,力F将( ) 图1 A、变大 B、变小 C、先变大,后变小 D、先变小,后变大 分析:当杠杆在水平面以下上升到水平面上时, 不变,增大,由,增大,当杠杆从水平面继续上升过程中,减小,所以减小。 例4(不变,变化) 、如图2所示,轻质杠杆OA的B点挂着一个重物,A端用细绳吊在圆环M下,此时OA恰成水平且A点与圆弧形架PQ的圆心重合,那么当环M从P点逐渐滑至Q点的过程中,绳对A端的拉力大小将( )图2 A、保持不变 B、逐渐增大 C、逐渐减小 D、由大变小再变大 答案:D 【教学建议】:当M点从P点滑至Q点的过程中,我们分两个过程分析,一是从P点滑至竖直位置,动力臂逐渐增大(同学们不妨作出这两点的动力臂),由知逐渐变小;二是从竖直位置到Q点,动力臂逐渐减小,所以又逐渐增大。 例3(与同时变化,但比值不变)、用右图3所示的杠杆提升重物,设作用在A端的力F始终竖直向下,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中,F的大小将( ) B G A、保持不变 B、逐渐变小 C、逐渐变大 D、先变大,后变小 答案:A 【教学建议】:F始终竖直向下,与阻力作用线平行,分别作出F与G的力臂和,构建两个相似三角形(同学们不妨在图中作出),可以看出, 为定值,由杠杆平衡条件,,得,所以,F大小不变。 例4(与同时变化)、如图4所示,一个直杠杆可绕轴O转动,在直杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中,力F大小的变化情况是( ) 图4 A、 一直增大 B、一直减小 C、先增大后减小 D、先减小后增大 答案:A 【教学建议】:将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中,变小,变大,由知,一直在增大。 二、动力与阻力不变,动力臂与阻力臂变化 例5、如图5所示,用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦桔杆,使其静止在水平方向上,O为麦桔杆的中点.这时有两只蚂蚁同时从O点分别向着麦桔杆的两端匀速爬行,在蚂蚁爬行的过程中麦桔杆在水平方向始终保持乎衡,则( ) 图5 A、两蚂蚁的质量一定相等 B、两蚂蚁的爬行速度大小一定相等 C、两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等 D、两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等 答案:C 【教学建议】:蚂蚁爬行的过程中麦桔杆始终保持乎衡,有,即,所以。 四、动力臂与阻力臂不变,动力与阻力改变 例6、如图6所示的轻质杠杆,AO小于BO.在A、B两端悬挂重物(同种物质)G1和G2后杠杆平衡.若将G1和G2同时浸没到水中则( ) 图6 A、杠杆仍保持平衡 B、杠杆的A端向下倾斜 C、 杠杆的B端向下倾斜 D、无法判断 答案:A 【教学建议】:在空气中,杠杆平衡,故有; G1和G2同时浸没到水中,有,说明杠杆仍然平衡。 (时间30分钟,满分100分,附加题20分) 【A组】 1. A、B是一根可绕O轴在竖直面内自由转动的木棒,如图所示用一始终与木棒垂直的力F将木棒从竖直位置缓慢拉至水平位置,则力F( ) A.大小不变 B.逐渐变小 C.逐渐变大 D.先变大,后变小 1. 如图,杠杆OB的中点A处挂一重物G,在杠杆的B端施加一个方向始终保持水平的力F,在使杠杆从如图位置缓缓抬到水平位置的过程中,力F会( ) A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.先变大,后变小 3.如图所示,AOB为一轻质杠杆(杠杆自重忽略不计),O为支点,OA=OB,在杠杆的B端挂一重20N的重物,要使杠杆平衡,则在A端施加的力F至少__________N。如果在A端施加一个竖直向下的力,要使杠杆平衡,这个力为__________N. 4.如图所示,AOB为一根杠杆,0为支点.杠杆重不计,AO=OB,在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体,当AO段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B端施加最小的力为F1;当OB在水平位置时杠杆平衡,这时在B端施加最小的力为F2,则F1与F2的大小关系为 。 5.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是,直尺的A端刚刚开始翘起,如图所示,则此直尺受到的重力是多少? 【B组】 1、如图所示,轻质直杆OA可绕O点转动,直杆下端挂一重物G.现用一个始终跟直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到图示虚线位置,在转动过程中这个直杆( ) A.始终是省力杠杆 B.始终是费力杠杆 C.先是省力杠杆,后是费力杠杆 D.先是费力杠杆,后是省力杠杆 2、 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 3. 如图所示,OA是轻质杠杆,杠杆中间悬挂有一重物G,A端自始至终受到一个水平方向拉力F的作用,当将杠杆慢慢绕逆时针方向转动的过程中,关于力F的说法正确的是( ) A.力F变大,F力臂变大 B.力F变大,F力臂变小 C.力F变小,F力臂变小 D.力F变小,F力臂变大 4.一根均匀木杆放在一水平桌面上,它的一端伸出桌面外边的那部分长度是木杆全长的1/3,如图所示. (1)在木杆伸出端的B点加一个作用力F,当F=300N时,木杆的另一端A开始向上翘起,那么木杆的重力是多少?(2)木杆在桌面上若不施加其他任何力时,允许伸出桌面以外的最大长度是多少? . 5.如图所示,一个轻质木板长1.6m,能绕离B点0.4m的转轴转动,在A端用与木板成30°角的细绳拉住,使木板在水平平衡,细绳的拉力是3.92N,求挂在B端的物体的质量. 达标PK答案: A组:1、C 2、A 3、20 ,40 4、F1>F2 5、G=10N B组:1、A 2、A 3、B 4、(1)600N (2)1/2 5、0.6kg 常见分析方法: 利用杠杆衡条件和计算有关问题,是近几年考试的热点,解决这类问题的一般步骤是: 1.明确杠杆支点的位置; 2.分析杠杆受到的各个力分清动力和阻力,明确其大小和方向: 3.确定每个力的力臂;据杠杆的平衡条件列出关系式,求解即可. 1、某人将一根木棒的一端抬起,另一端搁在地上;在抬起的过程中(棒竖直时除外),所用的力始终竖直向上,则用力的大小( ) A、保持不变; B、逐渐增大; C、逐渐减小; D、先减小后增大。 2、 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的重物时,直尺的A端刚刚开始翘起,如图,则此直尺受到的重力是( ) A.2.5N B.5N C.10N D.无法确定 3、 O为杠杆的支点,在杠杆的右端B点挂一重物.MN是以A为圆心的弧形导轨,绳的一端系在杠杆的A点,另一端E可以在弧形导轨上自由滑动.当绳的E端从导轨的一端N点向另一端M点滑动的过程中,杠杆始终水平,绳AE对杠杆拉力的变化情况是: A.先变大,后变小 B.先变小,后变大 C.一直变小 D.一直变大 4、 如图的杠杆提升重物G(杠杆顺时针方向转动),OB到达水平位置之前的过程中,若力F的方向始终保持与OA垂直,则力F的大小将 A. 逐渐变大; B. 逐渐减小; C. 先变大后变小; D. 先变小后变大. 5、如图那样,用始终垂直于与木头的力F将木头缓慢地抬起,在抬起的过程中,力F大小将: A、不变; B.渐渐变小; C. 渐渐变大; D.先变小后变大. 6、作用在杠杆一端且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,力F在这个过程中(对比F竖直的): A、 变大; B、 变小; C、 不变; D、 先变大后变小. 7、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. 8、重为G的均匀硬棒悬于O点成竖直,现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角,在棒转动的过程中( ) A.动力臂逐渐变大; B.阻力臂逐渐变小; C.动力逐渐变大; D.动力逐渐减小. 9、杠杆OA< OB, A、B两端各挂一个重物, 杠杆平衡.若把重物从A、B两端都向支点移动相同距离,即AA'=BB', 重物分别悬挂在A点和B点时, 下列说法正确的是( ) A. 杠杆仍然保持平衡; B. 杠杆不能平衡, A端上升; C. 杠杆不能平衡, B端上升 ; D. 杠杆不能平衡, 但不能确定哪端上升. 10、一根重木棒在水平动力(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. 11、杠杆在水平方向处于静止状态,O是支点,AB=20cm,BO=30cm,物体重90N,在A点用力,它的大小和方向是( ) A.135N,竖直向上; B.54N,竖直向上; C.60N,竖直向上; D.135N,竖直向下. 12、一个平衡的等臂杠杆,下述四种措施中,不会破坏杠杆平衡的是: A.使动力和阻力都增加相同大小的力; B.使动力和阻力都增加相同的倍数; C.移动支点,使动力臂增大为原来的一半,同时将阻力减少为原来的一半. 13、O为支点,在A端施加一个力使杠杆在水平位置平衡,则这个杠杆为( ) A.一定省力; B.一定费力; C.不省力也不费力; D.都有可能. 14、一根轻质木杆,A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时细线竖直。已知OA=15cm,OB=5cm,则重物对水平地面的压力为( ) A.80N ; B.60N; C.40N ; D.20N . 15、在均匀铁条的中点O处用线将其悬挂起来,铁条水平平衡,如下图(a)所示。若将OB弯折,如图(b)所示,则铁条将( ) A、A端下降,C端上升; B、A端上升,C端下降; C、仍然平衡; D、无法判断. 16、AOB为一杠杆(自重不计),O为支点(OA查看更多
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