内容正文:
第十二章 简单机械 第1节 杠杆
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学习目标
1.了解生活中常见的杠杆。 2.知道杠杆的五要素。
3.理解杠杆的平衡条件并能进行简单的应用。 4.掌握杠杆力臂作图。
自主探究
学点一:杠杆
1、定义:一根硬棒,在力的作用下能 ,这根硬棒就是杠杆。
2、杠杆的五要素:
(1) :杠杆可以绕其转动的点O;
(2) :使杠杆转动的力F1;
(3) :阻碍杠杆转动的力F2;
(4) :从支点O到动力F1作用线的距离l1;
(5) :从支点O到阻力F2作用线的距离l2。
3、力臂的画法(难点)
①先找支点的位置;
②沿动力和阻力的作用方向画出力的作用线;
③过支点作力的作用线的垂线,并标出垂直符号;标记垂线可以用“虚线+大括号”表示,也可以用“实线+双箭头”表示;
④标出力臂的符号l1或l2;
简单记忆:一找点、二画线、三作垂线、四标注。
学点二:探究杠杆的平衡条件
实验目的:研究杠杆平衡的条件。
想想议议:
1、实验过程中,用到了哪些实验器材?
2、杠杆水平平衡时,力的方向和对应的力臂有怎样的关系?
3、实验前,要调节杠杆水平平衡,其目的是什么?
4、该实验需改变力和力臂来实现多次实验,其目的是什么?
实验步骤:
①调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
②在杠杆两边挂上不同数量的钩码,调节位置,使杠杆重新平衡。
③把支点右边的钩码重力当作动力F1,支点左边的钩码重力当作阻力F2,量出动力臂l1和阻力臂l2,将各数值填入表格中。
④改变钩码数量或位置,重复上面的步骤,得出三组数据。
实验次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
2
3
实验结论:分析实验数据,得出结论。
交流评估:反思实验中出现的问题以及出现过的失误,思考怎样解决问题。
归纳总结:根据杠杆的力臂关系 或写为 。
课后检测
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1.如图所示,爸爸和亮亮一起在儿童乐园玩跷跷板,当爸爸移动到某一个位置时,亮亮竟然将爸爸跷起来了,则下列说法中正确的是( )
A.亮亮和爸爸对跷跷板的作用力相等
B.亮亮对跷跷板施加的作用力大些
C.亮亮到跷跷板支点的距离短
D.亮亮对跷跷板的作用力与力臂的乘积大一些
2如图所示,用细线将杠杆AOB悬挂起来,当A端挂重物G1、B端挂重物G2时,杠杆平衡,此时OA恰好处于水平位置,AO=BO,杠杆重力不计,则( )
A.G1<G2 B.G1>G2
C.G1=G2 D.都有可能
3如图所示,OB为一轻质杠杆,O为支点,OA=0.3m,OB=0.4m,将重30N的物体悬挂在B点,当杠杆在水平位置平衡时,在A点至少需加 N的拉力,这是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
4如图所示,在轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体,A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是 ,保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5物理实验小组的同学利用如图所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移动,将杠杆调在水平位置的目的是方便测量 。
(2)实验中测得的数据如表所示,表格中漏填的数据为 N。
测量序号
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
15
1.5
20
③
3
5
15
(3)有的同学按现有方案得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。”这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中 (填字母)。
A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少,结论具有偶然性
6.所示,根据杠杆的平衡条件测量某种液体的密度,所用器材:轻质杠杆(自身重力忽略不计)、容积为100 mL的空桶、重为0.5 N的物体M、刻度尺、细线。
(1)如图甲所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 调节;调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。
(2)把空桶悬挂在A点,物体M悬挂在B点时,杠杆再次在水平位置平衡,测得OA的长度为10 cm,OB的长度为20 cm,则空桶重为