内容正文:
简 单 机 械
第一课时:杠杆
考点一:杠杆的五要素
支点:杠杆绕其转动的点,如图中________点.
动力:使杠杆转动的力,如图中________.
阻力:阻碍杠杆转动的力,如图中________.
动力臂:从支点到_________的距离,如图中________.
阻力臂:从支点到_________的距离,如图中________.
针对练习1、如图所示,小华用苹果和桔子来玩翘翘板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是 ( )
A.苹果的重力
B.桔子的重力
C.杆对桔子的支持力
D.苹果对杆的压力
针对练习2. 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.
考点二:杠杆的类型
种类
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
力臂关系
动力臂____阻力臂
动力臂____阻力臂
动力臂____阻力臂
力的关系
动力_____阻力
动力_____阻力
动力____阻力
特点
省力,_____距离
费力, _____距离
不省力和距离
应用实例
羊角锤、瓶起子、钢丝钳,汽车刹车装等
钓鱼竿、筷子、食品夹、船桨等
天平、定滑轮、跷跷板等
针对练习3、下列工具中,使用时属于费力杠杆的是( )
考点三:杠杆作图
类型1 画杠杆所受力和力臂
方法指导:(1)找支点:一般情况下为题目中的O点;
(2)画出动力及阻力的作用线:注意力的方向、大小;
(3)作力臂:从支点向力的作用线作垂线(标垂足),支点到垂足间的线段就是该力的力臂;注意:两种画法,力臂用实线,在两端加箭头表示(或用虚线表示并用大括号标明);
(4)标符号:标上相应的字母F1 F2 l1 l2
针对练习4、如图所示,杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态,l2是力F2的力臂,在图中画出F1的力臂和阻力F2。
类型2 画最小力
方法指导:
(1)定点:找距离支点最远的点(题目一般会给出该作用点);
(2)连线:连接支点和最远的点,该线段就是最长的动力臂;
(3)定向:确定动力的方向,过动力的作用点,作该方向与支点连线的垂线,并标上相应的字母.
针对练习5、 如右图,轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转,请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图.
针对练习6、 如右图所示,用一根硬棒搬动一个石块,棒的上端A是动力的作用点,若要用最小的力搬动石块,请标出杠杆的支点O,并画出最小动力F的示意图.
考点四:杠杆平衡条件及应用
类型1 静态应用
方法指导:
1、明确支点O的位置
2、准确找到F1 l1 F2 l2
3、利用F1l1=F2l2求解
针对练习7、爱动手的小明自制了一个杆秤,如图所示,秤砣的质量为0.5 kg,秤杆质量忽略不计.在A端悬挂质量为3 kg的物体,秤砣移至B点时,秤杆恰好水平静止,则OA∶OB=______,此时手对提纽的拉力大小为______N(g取10 N/kg ).若宇航员将此杆秤拿到月球上,还在A端挂质量为3 kg的物体,秤杆水平静止时,秤砣将位于_____(选填“B点左侧”“B点右侧”或“原位置”)
针对练习8. 小强所在研究性学习小组,对一个半径r=50 cm、质量m=40 kg、质量分布均匀的圆柱体进行了测量与研究.g取10 N/kg.如图甲所示,让圆柱体竖立在水平地面上,如图乙所示,要把圆柱体通过滚动的方式推上h=20 cm的台阶,需要使圆柱体离开地面绕台阶的C点转动,求:
(1)此时作用在圆柱体上最小的力F.
(2)小强在2 s内,把圆柱体从地面推上台阶,求小强克服圆柱体重力做功的功率.
类型2 动态应用
1、对比前后F1 l1 F2 l2
3、利用F1l1=F2l2判断力的变化情况
针对练习9、 如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂一个重物,在A端施加一竖直向上的力F,使杠杆在水平位置平衡.杠杆在水平位置平衡,保持F的方向不变,始终与杠杆垂直,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F的力臂________,力的大小将 .(均选填“变大”“变小”或“不变”)
类型3 极值法----巧妙判断杠杆是否平衡
针对练习10、如图,杠杆上分别站着大人和小孩(G大人>G小孩), 杠杆在水平位置平衡,杠杆自重不计,如果两人以大小相等的速度向支点移动,则杠杆( )
A.仍能平衡
B.不能平衡,大人那端下沉
C.不能平衡,小孩那端下沉
D.条件不够,无法判断
考点五:杠杆的综合应用