内容正文:
第十二章 简单机械
第1节|杠杆
第1课时 杠杆及其平衡条件
1. 认识什么是杠杆。
2.熟悉“探究杠杆的平衡条件”的实验探究过程。
3.掌握杠杆平衡条件,以及应用公式进行相关计算。
4.了解生活中常见的杠杆,并能准确分类。
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P76~80
学习目标
杠杆的定义:在力的作用下能绕着_________转动的硬棒。
固定点
课前预习
杠杆的五要素:(如右图所示)
(1)支点:杠杆在力的作用下围绕其_________
的点,用O表示。
(2)动力:______杠杆转动的力,用F1表示。
(3)阻力:______杠杆转动的力,用F2表示。
(4)动力臂:从支点到____________的距离,用l1表示。
(5)阻力臂:从支点到_____________的距离,用l2表示。
转动
推动
阻碍
动力作用线
阻力作用线
杠杆的平衡状态:当杠杆在动力和阻力的作用下_______时,我们就说杠杆平衡了。
杠杆的平衡条件:___________(公式)。
静止
F1l1=F2l2
知识点 杠杆
1.(杠杆的概念)(1)小明同学在学习了杠杆的相关概念以后,总结了如下几条规律,其中正确的有______。
①杠杆不一定是直的,也可以是弯曲的;②杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中间位置;③力臂可能在杠杆上,也可能不在杠杆上;④动力的方向一定与阻力的方向相反。
①③
课中研学
(2)如图所示,当小明用起瓶器开启汽水瓶盖时,可看作是以_____(填“A”或“B”)为支点,动力方向_______(填“向上”或“向下”)的杠杆。
A
向上
2.(杠杆作图)(1)如图甲所示是钢丝钳剪钢丝的情景;图乙是单侧钢丝钳的杠杆模型示意图,O为支点,请在图乙中画出动力
臂l1。
甲 乙
答图
(2)在图丙中,画出动力臂l1和阻力F2。
丙
答图
知识点 探究杠杆平衡的条件
3.重点实验 如图所示是探究“杠杆平衡条件”的装置。
(1)杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于______(填“平衡”或“非平衡”)状态;若要使杠杆再水平位置平衡,则应当将左右两边的平衡螺母同时向____(填“左”或“右”)调节。
平衡
右
(2)实验前选择杠杆中点作为支点的原因是避免杠杆____对实验造成的影响;调节杠杆在水平位置平衡的目的是____________。
(3)如图乙所示,在B点挂1个钩码发现杠杆不平衡,此时____(填“能”或“不能”)再调节平衡螺母,可以将A点钩码向_____(填“左”或“右”)移动一格。
自重
方便测量力臂
不能
右
(4)实验过程中得到的相关数据记录在下表中:
实验次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
①分析表格中数据可以得出的结论是__________(用公式表示);
②多次实验的目的是_____________________________。
F1l1=F2l2
排除偶然性,寻找普遍规律
(5)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改成用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从①位置转动到②位置时,其示数大小将变___(填“变大”或“变小”),原因是__________。
大
力臂变短
知识点 杠杆平衡条件的应用
4.如图所示是某兴趣小组自制的一把杆秤,杆秤自重不计,A点与提钮O点的距离AO=5 cm,OC=40 cm,秤砣的质量m=0.5 kg。
(1)现称量质量M=1.8 kg的重物,秤砣移到B点时杆秤平衡,则B点与O点间的距离OB=___cm;该杆秤一次性最多能测量___kg的物体;若想要使该杆秤测量更重的物体,可以采用的方法是①________________;②___________________。
(2)秤砣用旧后质量减小,称量物体时,称得物体的质量会______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
18
4
增大秤砣的质量
将O点向左端调节
偏大
5.大壮同学自制了如图所示的健身器材,用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来,在杆的A端悬挂质量10 kg的重物,在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长2.0 m,OB长0.5 m,大壮质量70 kg,g取10 N/kg,求:
(1)大壮的重力;
解:大壮的重力G1=m1g=70 kg×10 N/kg=700 N
答:大壮的重力为700 N;
(2)大壮对杆的拉力大小;
解:杠杆在水平位置平衡,O是杠杆支点,AO是阻力臂,阻力F2大小等于重物G2大小,阻力F2=G2=m2g=10 kg×10 N/kg=100 N