内容正文:
第19课 简单机械-杠杆
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学习目标
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课程标准
学习目标
1. 了解杠杆的五要素和分类
2. 掌握杠杆的受力分析与计算
1. 分清杠杆的五要素
2. 掌握杠杆平衡原理
3. 复杂杠杆的受力分析
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预习导学
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观察下列装置分析其作用
撬棒撬重物 剪刀剪树
钓鱼竿 汽车方向盘
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知识梳理
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一.杠杆
1.杠杆的定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
2.杠杆的五要素:
(1)支点:杠杆绕着转动的固定点。(用0表示)
(2)动力:使杠杆转动的力。(用F1表示)
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力。(用F2表示)
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离。(用L1表示)
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。(用L2表示)
二.研究杠杆的平衡条件
1.杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
2.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。
3.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
4.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。
三.杠杆的分类
1.由杠杆平衡原理进行杠杆分类
2.杠杆两个力的关系:
(1) 力在支点同侧:力指向杠杆两侧 (2)力在支点两侧:力指向杠杆同侧
3.有质杠杆:杠杆自身的质量作为阻力影响,受力分析时以一端为支点,分析另一端的力。
8.多力臂:对于同一个杠杆,有着多个力共同作用得到一个平衡的效果,或原已平衡的杠杆动态分析
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强化训练
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一、选择题
1.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。为了切断甘蔗,下列最省力的是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
2.如图所示,一根粗细和质量分布都均匀的硬棒置于支点O上,左端用细绳固定在物体A上,一个重为G的小球从O点开始向右滚动(物体A始终未离开地面),小球滚动过程中物体A对地面的压强p与小球到O点之间的距离s之间的关系图像为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,轻质杠杆AB绕O点转动,某同学在杠杆的左端挂一重为G的物块,在A端施加一个始终竖直向下的动力F,将重物慢慢提升到一定高度,使杠杆处于图示的位置静止。下列说法错误的是( )
A.此时杠杆是平衡的 B.此时该杠杆是省力杠杆
C.此时数值关系 D.要使A端的力最小,则F的方向应垂直OA向下
4.小金在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是( )
A.图甲中左平衡螺母向左调:图乙中右侧平衡螺母向左调
B.图甲中左平衡螺母向右调;图乙中右侧平衡螺母向左调
C.图甲中右平衡螺母向左调;图乙中右侧钩码向左移动
D.图甲中右平衡螺母向右调:图乙中右侧钩码向左移动
5.如图所示的杠杆提升重物G,杠杆顺时针方向转动,在OB达到水平位置之前的过程中,若力F的方向始终保持与OA垂直,则力的大小将( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.不变 D.无法确定
6.为使杠杆保持水平位置平衡(如图),需在A点施加一个力。图中不能使杠杆平衡的力是( )
A.F1和F2 B.F1和F4 C.F2和F3 D.F3和F4
7.人踮脚时脚掌可以看作一个杠杆,下列能正确表示踮脚时该杠杆的支点、动力和阻力的示意图是( )
A.B.C.D.
8.下列属于省力杠杆的是( )
A.划船时的船桨 B.剪铁皮的剪刀 C.食品夹 D.举起哑铃的前臂
9.如图所示筷子盒。在A处施加向下的力时,筷子会从出口滚出。忽略筷子的压力,以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是( )
A.B.C.D.
10.如图所示,圆弧形轨道CD固定,水平杠杆OA的A端恰在圆的圆心处,小圆环E套在轨道上通过细线与水平杆OA端相连,一重物G悬挂在杠杆上的B点。在E环从C点沿轨道顺时针转到D点的过程中,细线对A端的拉力F的变化情况,以下说法正确的是( )
A.保持不变 B.先变小再变大 C.一直变小 D.先变大再变小
11.如图所示,是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理(如图所示),此时杠杆处于平衡状态,有关它的说法错误的是(