- 2021-04-12 发布 |
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文档介绍
初中8年级物理教案:第04讲 杠杆复习
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 杠杆复习 教学内容 1、掌握杠杆的定义 2、掌握杠杆的五要素与作图 3、掌握杠杆平衡条件并解决问题 4、掌握常见的几种有关杠杆的问题 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、定义 在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒叫杠杆. O F1 l1 l2 F2 二、杠杆五要素 支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂统称为杠杆五要素. 支点:杠杆绕着转动的固定点叫做杠杆的支点. 动力:使杠杆转动的力. 阻力:阻碍杠杆转动的力. 和确定动力时的方法相同,由力的转动效果来决定,阻碍杠杆向需要方向转动的力就是阻力. 动力臂:从支点到动力作用线的距离叫做动力臂. 阻力臂:从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂. 三、杠杆平衡条件: 杠杆的平衡是指杠杆静止不转,或者杠杆匀速转动. 杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂 写成公式就是:F1·l1=F2·l2 或写成比例式:= 4、杠杆的分类 (1) 省力杠杆:动力臂大于阻力臂,省力、费距离。 例如:撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀、动滑轮 (2) 费力杠杆:动力臂小于阻力臂,费力、省距离 例如:人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆 (3) 等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,不省力不费力。 例如:天平、定滑轮 5. 探究杠杆平衡条件实验 实验目的:探究杠杆平衡的条件。 实验器材:带刻度的均匀杠杆、铁架台、弹簧测力计、钩码和细线等。 实验步骤: 1.把杠杆的中点支在铁架台上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。 2.将钩码分别挂在杠杆的两侧,调节钩码位置,使杠杆在水平位置保持平衡。 3.多次改变钩码的数量和位置,重复实验,并记录实验数据。 实验结论:当杠杆平衡时,动力X动力臂=阻力X阻力臂。 一、杠杆力臂的作法 教法指导:一找点,二画线(必要时反向延长或正向延长力的作用线),三作垂线段(力臂用虚线或实线表示),四标符号(标上直角符号和大括号,并标上力臂的字母)。 杠杆的支点、动力作用点和阻力作用点都必须在杠杆上,力臂和力的作用线必须垂直 【例1】如图所示,作出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。 【答案】略 【变式练习】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。 【答案】略 二、根据力臂画力 教法指导:对作图的规范要求要给学生讲清楚,并严格要求,教师可以先示范,再让学生模仿练习。 【例2】如图所示,轻质杠杆可绕O转动,杠杆上吊一重物G,在力F作用下杠杆静止在水平位置,l为F的力臂,请在图中作出力F的示意图及重物G所受重力的示意图。 【答案】略 【变式练习】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。 【答案】略 三、最大动力臂和最小动力的作法 教法指导: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。 【例3】为使杠杆OA保持静止,画出在A点所加最小力F1的示意图和阻力F2的力臂l2. 【答案】略 【变式练习1】如图丙所示,用螺丝刀撬起图钉.请在图上画出螺丝刀受到图钉阻力F2的力臂;并画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图. 【答案】略 【变式练习2】如图所示,一重力可忽略不计的杠杆,支点为O,A端挂一重物G,若要杠杆在图示位置平衡,要在C点加最小的力,这个力的方向怎样? 【答案】略 四、情境设置题作图 【例4】画出作用在压水泵摇柄上力的力臂。 【答案】略 【变式练习1】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(图3)就是一个杠杆,它的支点是C点,画出绳对吊桥的拉力及拉力的力臂。 【答案】略 【变式练习2】如图所示,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的示意图。(注意:请在图上保留为确保作图准确所画的辅助线) 【答案】略 五、杠杆分类 教法指导:杠杆的分类主要是看力臂的大小,所以判断的杠杆的分类首先要去确定力臂的大小,利用杠杆的基本原理去判断,这里还需要学生知道生活中常见的一些工具的使用方法,从而判断杠杆的类别。 【例5】下列所示的杠杆中,属于费力杠杆的是( ) 【答案】略 【变式练习1】如下图所示的工具,在使用中属于费力杠杆的是( ) 【答案】略 【变式练习2】如图所示,下列器件中属于省力杠杆的是( ) 【答案】略 【变式练习3】根据具体工作需要能选择合适的工具是劳动者的基本技能,要剪开较硬的物体,下图中的四种剪刀,应选择 A B C D 【答案】略 六、杠杆平衡的简单应用 教法指导:首先学生要牢记杠杆的平衡条件,判断动力、动力臂、阻力和阻力臂,利用公式解题 【例6】如图所示,一根粗细均匀的硬棒AB被悬挂起来,已知AB=8AO,当在A处悬挂120牛的重物G时,杠杆恰好平衡,则杠杆自身的重力为 【答案】40N 【变式练习1】如图,轻质均匀杠杆AO长为L,当物体M从O逐渐向右移动到达B点时,绳AC恰好被拉断,已知物重1000牛,AB=L,则悬绳AC所能承受的拉力是_____牛. 【答案】750 【变式练习2】如图所示,—轻质杠杆可绕O点转动,A点处挂上一重物,B点处用弹簧秤竖直向上拉着,杠杆恰在水平位置平衡,若弹簧秤示数为9牛,则物体重力为 牛。 【答案】6 七、有关杠杆的动态平衡问题 教法指导: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。) 【例7】如图所示,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 。(填“变大”或“变小”“不变”) 【答案】变大;变大 【变式练习1】 如图,杠杆一端可绕O点转动,另一端悬挂一重物。为了提升重物,用一个始终跟杠杆垂直的力F使杠杆由竖直位置慢慢地转动到水平位置,在这个过程中,这个杠杆( ) 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 【答案】C 【变式练习2】如图所示,棒OA是可绕O点转动的杠杆。用弹簧测力计水平地拉住A 端,杠杆平衡。保持杠杆的位置不动,缓慢地改变弹簧测力计拉力的方向,直到弹簧测力计转到竖直方向。在这一过程中,弹簧测力计的读数将( ) A.保持不变 B.渐渐变大 C.先变大后变小 D.先变小后变大 【答案】D 八、探究杠杆的平衡条件 3、教法指导:杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。 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。 ⑴ 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 【例8】在“研究杠杆平衡的条件”实验中,先把杠杆支在支架上,通过调节____________,使杠杆在水平位置平衡。当左侧钩码处于如图所示A位置时,应将右侧的钩码向________移动(选填“左”或“右”),可使杠杆在水平位置平衡,这样是便于直接从杠杆上读出__________的数值。为得出实验结论,需多次改变杠杆受到的作用力_________、方向和作用点,使杠杆适中在_________位置保持平衡。 【答案】平衡螺母;右;力臂;大小;水平 【变式练习1】(1)做“研究杠杆平衡的条件”实验时,所用的器材有带刻度的杠杆、铁架台、钩码、线(弹簧夹)和__________等。实验前,首先把杠杆的中点支在支架上,调节________________,使杠杆在水平位置平衡。实验中需要测定的物理量________、________、________、________,实验的结论是________________。在图甲中,每一个钩码质量均相向,杠杆已平衡,如在支点左侧的钩码下加挂一个相同的钩码,支点右侧的钩码一起向右移一格,则这时杠杆__________平衡(选填“能”或“不能”)。 (2)如图乙所示实验装置中,杠杆恰好平衡。图中钩码质量都相等,那么下列情况中能使杠杆保持平衡的是( ) A.各减少一只钩码 B.各向内移动一格 C.各减少一半数量的钩码 D.各向外移动一格 (3)在图丙中,挂在B点的两只相同的砝码重力均为0.5牛。当弹簧秤在A点沿竖直向上的a方向拉时,杠杆平衡。这时弹簧秤的示数Fa=________牛。若弹簧秤沿斜向上的b方向拉时杠杆仍然平衡,则弹簧秤的示数Fb__________Fa(选填“大于”、“小于”或“等于”)。 ⑴ 【答案】(1)弹簧测力计;平衡螺母;动力;动力臂;阻力;阻力臂;杠杆的平衡条件时;动力×动力臂=阻力×阻力臂;能 (2)C (3)0.2;大于 【变式练习2】在“探究杠杆平衡的条件”实验中,小红同学观察到杠杆静止在如图所示位置,此时杠杆处于________状态(选填“平衡”或“不平衡”)。为了使杠杆在水平位置平衡,她应将平衡螺母向_______调节(选填“左”或“右”)。杠杆在水平位置平衡后,小红在杠杆上分别施加动力、阻力,并使杠杆在水平位置重新平衡,同时将实验数据记录在下表中。小红分析数据后得出结论:杠杆平衡的条件是 动力×动力臂=阻力×阻力臂。请判断,小红分析数据得出结论的过程是_________的(选填“合理”或“不合理”)。 动力 (牛) 动力臂 (厘米) 阻力 (牛) 阻力臂 (厘米) 2 10 5 4 ⑵ ⑶ 【答案】平衡;右;不合理 (时间30分钟,满分100分,附加题20分) 【A组】 图1 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1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2 3.如图2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3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( ) 6.在图4中画出力F1和F2 的力臂. 7.如图5,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图示和支持力F对转动点O的力臂. 图4 图5 图6 8.工人剪铁皮时,有时用两根铁管套在剪刀柄上(如图6),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7 10.图7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? 【答案】 1、12:1 2、5 3、20 4、C 5、D 6~7、略8、增加动力臂的长度,可以省力 9、首先他们只做了一次实验,不能得出普遍规律,其次,不同的物理量之间不能相加减 10、80N 【B组】 1.如图8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至少为 N。 2.人体内也存在三种类型的杠杆,即省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆.跺脚时要靠腓肠肌收缩,骨骼和腓肠肌状况如图9所示.踮着的脚可以看作是 杠杆(填类型). 3.如图10所示,重力不计的杠杆OA,O为支点,在拉力 F和重力为 30N的重物P的作用下,恰在水平位置平衡。已知OA=80cm,AB=20cm,杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。那么拉力F的力臂 L=________cm,拉力的大小F=_________N。 图8 图9 图10 4.杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆,由图可知它的支点是 点(填“A”、B”或“C”),在匀速拉起时,它属于一个______杠杆(填“省力”或“费力”),并在图中画出动力臂L1。 5.如图11所示,杠杆AC(刻度均匀,不计杠杆重)可绕支点O自由转动,在B点挂一重为G的物体。为使杠杆平衡,应在杠杆上的_________点施加一个作用力,才能使作用力最小,该最小作用力与物重G的比值是___________。 图11 6.如图13所示的两种情况,OB=AB,物重均为G,两轻质杠杆均平衡.比较F、F'的大小,满足关系式( ) 图13 A.F=F’ B.F=2F’ C.F=1/2F' D.F=1/4F' 图14 7.在棉产区,每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动。王刚仿照钳子的结构改制成一种农具解决了这一问题。如图14所示,使用时,将小铲着地,用虎口夹住棉杆的下部,然后在套管上用力,棉杆就拔出来了。该农具整体视为杠杆,则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是( ) A.转轴—虎口—套管 B.小铲—套管—虎口 图15 C.小铲—虎口—套管 D.虎口—转轴—套管 8.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15所示,则此直尺受到的重力是( ) A.2.5N B.5N 图16 C.10N D.无法确定 9.如图16所示,AOB为一杠杆,O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段处于水平位置时,为保持杠杆平衡,需在B端施加最小的力为F1;当BO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F2,则( ) A.F1查看更多
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