内容正文:
第1节 杠杆(①认识杠杆及其平衡条件)
南武中学
2023
★2022版课标 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
1.在________的作用下能绕__________(即杠杆的________)转动的硬棒,叫做杠杆。
2.使杠杆转动的力叫做________力,阻碍杠杆转动的力叫做________力。从________到______________的距离叫做动力臂,从________到______________的距离叫做阻力臂。
力
固定点
支点
动
阻
支点
动力作用线
支点
阻力作用线
3.杠杆在动力和阻力作用下________或匀速转动时,我们就说杠杆平衡了。
4.杠杆的平衡条件是______________________________,或写为______________。
静止
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
知识点 认识杠杆
例1 如图1所示,用螺丝刀撬钉子时,可以将螺丝刀看作杠杆。若在D点施加向下的力F,则杠杆的支点是________点,此时动力臂是图中的________;若以A点为杠杆的支点,则要翘起钉子,施加在手柄上的动力方向应向________(选填“上”或“下”)。
图1
C
CM
上
例2 下列图中所画杠杆的动力臂l1和阻力F2的示意图正确的是 ( )
C
知识点拨 1.杠杆是不会发生形变的硬棒,是一种理想模型,可以是任意形状的。
2.力的作用点一定在杠杆上,力臂不一定在杠杆上。
3.画力臂的方法:①定支点;②定力的作用线;③过支点画力的作用线的垂线即为力臂;④标直角符号和力臂符号。
知识点 探究杠杆的平衡条件
例3 如图2所示,在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)小明选择杠杆的中点作为支点,目的是避免杠杆的________对实验造成影响。
图2
重力
(2)如图甲,杠杆保持静止,此时杠杆处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。接下来应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这是为了便于测量________。
图2
平衡
右
力臂
(3)如图乙,杠杆水平平衡后,小明在A处挂上2个钩码,则应在B处挂________个相同钩码,使杠杆仍水平平衡。接下来若在A、B处各增加一个钩码,则杠杆____________;若A、B处的钩码各远离支点向外移动一格,则杠杆____________(后两空均选填“仍平衡”“左侧下沉”或“右侧下沉”)。
图2
4
左侧下沉
右侧下沉
分析表中数据,得出杠杆的平衡条件是______________。(用字母表示)
(5)多次实验的目的是________________________________。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1 20 2 10
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
F1l1=F2l2
避免偶然,使结论更具普遍性
(4)小明改变钩码的个数和位置,多次实验并把数据记录在下表中。
(6)小明用弹簧测力计代替一侧的钩码继续探究,如图丙所示,这样做不能达到的目的是________(选填字母)。
A.便于直接读出拉力的大小 B.便于提供不同方向的拉力
C.便于正确认识力臂 D.便于测量力臂的大小
图2
D
知识点拨 1.无论杠杆在哪个位置静止,杠杆都处于平衡状态。
2.实验前,按“左高左调,右高右调”的方法调节平衡螺母,使杠杆水平平衡;实验过程中不能调节平衡螺母。
3.使杠杆水平平衡的目的:①便于测量力臂;②消除杠杆自重对实验结果的影响。
知识点 杠杆平衡条件的应用
例4 如图3所示,OBA为轻质杠杆,OB长为0.2 m,AB长为0.4 m,物块重30 N,垂直于杠杆的拉力F作用在A点,当杠杆水平平衡时,拉力F为________N,若将重物的悬挂点右移,拉力F________;若保持拉力F与杠杆垂直,将杠杆由水平位置匀速转至虚线位置的过程中,动力臂________,阻力臂________,拉力F________
(后四空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
图3
10
变大
不变
变小
变小
1.下列物体中能作为杠杆的是 ( )
A.一根弹簧
B.一段橡胶软管
C.一根筷子
D.一段棉线
C
2.如图4所示,用钳子剪铁丝时钳子可视为杠杆,关于该钳子(图中深色部分)工作时的杠杆示意图,下图中正确的是 ( )
A
3.如图5所示,自拍杆长1 m(质量忽略不计),手持自拍杆拍照时,手机对杆竖直向下的作用力F2=2 N,图中l1=10 cm、l2=50 cm,O为支点,则手在A点施加的垂直于杆的动力F1=________N;若自