内容正文:
第六章 力和机械
6.5 探究杠杆的平衡条件
(一)
目 录
01
基础过关
02
课堂巩固
03
课后进阶
04
能力提升
2022版课标:2.2.6 探究并了解杠杆的平衡条件。
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6.5 探究杠杆的平衡条件(一)
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01
基础过关
1.能绕________转动的硬棒,叫做杠杆;杠杆绕着转动的点叫做______;使杠杆转动的力叫做动力;阻碍杠杆转动的力叫做阻力;从______到动力作用线的距离叫做动力臂;从支点到______作用线的距离叫做阻力臂。
2.杠杆的平衡条件是:杠杆的动力臂l1是阻力臂l2的几倍,杠杆的动力F1就是阻力F2的几分之一。用公式表示:______________。
固定点
支点
支点
阻力
F1l1=F2l2
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02
课堂巩固
杠杆及杠杆的五要素
3.(教材插图改编)如图所示,图甲是爸爸带着小明在小区玩跷跷板,图乙是跷跷板的简图。
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(1)乙图中跷跷板AB相当于______;转轴O相当于杠杆的______;
(2)爸爸的重力使这个模型转动,称为______,用符号_____表示,A点为动力的作用点;小明的重力在这个模型中称为______,用符号_____表示,B点为阻力的作用点;
(3)支点O到动力作用线F1的距离OA叫________;支点O到阻力作用线F2的距离OB叫________。
杠杆
支点
动力
F1
阻力
F2
动力臂
阻力臂
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(4)乙图可见动力臂和阻力臂都在杠杆上;当跷跷板左边下降时(如图丙所示),力臂______(选填“在”或“不在”)杠杆上。
(5)如甲图所示,爸爸的重力比小明的重力大,跷跷板水平平衡时,小明比爸爸离转轴____(选填“远”或“近”)。
不在
远
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4.(2022·济南)小强开启饮料时,瓶起子可视为一个杠杆,如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是( )
A
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5.市政府实行的“绿色早餐工程”采用了如图所示的推车供应早餐,餐点均匀摆放在餐车内。当售货员将推车前轮推到路沿A时,售货员向下按扶把,这时推车可以视为杠杆,支点是______(选填“前轮”或“后轮”);当后轮遇到路沿A时,售货员向上提扶把,这时支点是______(选填“前轮”或“后轮”)。
后轮
前轮
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探究杠杆的平衡条件
6.(教材插图改编)在“探究杠杆平衡条件”的实验中,实验装置如图所示。
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(1)支点选在均匀杠杆的重心上,是为了消除杠杆__________的影响;调节杠杆在水平位置平衡时,发现杠杆右端下沉。应把杠杆右端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节。
(2)实验时仍然要使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是_________
___________________。
自身重力
左
方便在杠
杆上直接读出力臂值
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(3)改变钩码数量与位置,获取三组测量数据(如下表),这样做可以避免实验结论的________。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 3.0 10 2.0 15
2 2.5 20 2.5 20
3 1.0 30 1.0 30
偶然性
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根据表中的信息,得出“F1l1=F2l2”的结论。这个结论是否具有普遍性?________。
原因是:____________________________________________________
__________。
(4)根据第2次和第3次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂。他得出此错误结论的原因是______________
_________________。
不具有
第2、3两次实验都是等臂的,相当于一次实验,所以少一次
实验数据
将不同的物理量
进行了加法运算
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(5)如果用杠杆一端挂钩码,另一端用弹簧测力计竖直向下拉的方法做实验。请分析说明用这种方法做实验的好处:____________________
____________________________________________________________________________________________________________。
用弹簧测力计竖直向下拉杠杆时,由于测力计的力可以连续变化,很容易得到所需要的力,不需要调整力臂,所以用这种方法很容易使杠杆平衡
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03
课后进阶
7.关于杠杆的有关概念,下列说法中正确的是( )
A.动力作用点到支点的距离为动力臂
B.力臂一定在杠杆上
C.只要动力等于阻力,杠杆就平衡
D.支点到动力作用线的垂直距离为动力臂
D
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8.如图所示为工人在使用钳子剪铁丝时的情形,其中对杠杆AOB的动力和动力臂、阻力和阻力臂作图正确的是( )
B
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9.如果把铁锹看作费力杠杆,在如图所示的A、B、C三点中,支点是____点,动力作用点是____点,阻力作用点是____点。
C
B
A
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10.小林同学在梅州旅游时发现一种“舂米对”的古代简单机械,如图所示。使用这个装置时,人在A端用力把它踩下后立即松脚,B端就会立即下落,打在石臼内的谷物上,从而把谷物打碎。用力将它踩下去的过程中,动力是__________(选填“自身的重力”或“脚踩的力”),脚松开到打在石臼内的谷物时,自身的重力是______(选填“动力”或“阻力”)。
脚踩的力
动力
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11.(2022·宁夏改编)生活中有很多小妙招,如图甲所示,用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖,模型如图乙,它是以____(选填“A”或“B”)为支点的杠杆;手作用在D点的力是______(选填“动力”或“阻力”),方向是向____(选填“上”或“下”);阻力的作用点是____(选填“A”或“B”)点。
B
动力
下
A
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12.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中(每个钩码重相同):
(1)如图A所示,应将杠杆左端螺母向____(选填“左”或“右”) 边旋一些,使杠杆在不挂钩码时,保持______并静止,达到平衡状态。这样做的好处是:便于在杠杆上直接测量______。
(2)调好后,第一组按图B进行实验,第二组按图C进行实验。你认为第_____组实验更好,理由是__________________________。
右
水平
力臂
二
便于从杠杆上直接读取力臂
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(3)保持C图中A点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1-F1的关系图像,如图D所示。请根据图像推算,当l1为0.6 m时,F1为_____N。
(4)第三组在杠杆上A点处挂5个钩码,在B点处挂4个钩码,杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:__________。
他这样得出的结论是否合理?________;为什么?________________
________________________________。
0.5
F1l1=F2l2
不合理
只测量一组数据,
结论具有偶然性(结论没有普遍性)
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(5)实验结束后,有人说:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图E所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆的平衡条件不相符。其原因是:________________。
杠杆自重的影响
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04
能力提升
13.关于杠杆,下列说法中正确的是( )
A.杠杆一定是一根直的硬棒
B.杠杆的支点一定在杠杆上,且在杠杆的中间位置
C.力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上
D.作用在杠杆上的动力一定与杠杆的阻力相反
C
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14.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,杠杆上每格等距:
(1)实验中,用如图所示的方式悬挂钩码,杠杆也能平衡,但采用这种方式是不妥当的,原因是( )
A.一个人无法独立操作
B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合
D.力和力臂数目过多
D
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(2)如图所示,不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,保持左侧第___格的钩码不动,将左侧另外两个钩码改挂到它的下方,杠杆仍可以平衡。
2
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15.某同学利用身边的塑料直尺和若干硬币来验证杠杆平衡的条件,如图所示,当杠杆在水平位置平衡时,他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂l1和l2的大小,他测力臂的方法是________(选填“正确”或“错误”)的。如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动,则杠杆将__________(选填“仍平衡”“向左倾斜”或“向右倾斜”)。
错误
向右倾斜
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