内容正文:
第六章 力和机械
6.5 探究杠杆的平衡条件
(二)
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 知道简单机械——杠杆。
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6.5 探究杠杆的平衡条件(二)
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01
基础过关
1.省力杠杆:动力臂______阻力臂的杠杆,省力杠杆省力但费距离;
费力杠杆:动力臂______阻力臂的杠杆,费力杠杆费力但省距离;
等臂杠杆:动力臂______阻力臂的杠杆,等臂杠杆不省力也不省距离。
大于
小于
等于
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02
课堂巩固
力臂的作图
2.如图轻质杠杆OA的A端挂一重物,在绳子拉力作用下保持静止,请画出图中绳子对A点的拉力F1及对应的力臂l1。
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3.如图是使用钓鱼竿的示意图,O为支点,F1是手对竿的作用力,F2是鱼线对竿的作用力,请在图中画出F2的力臂l2。
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4.如图所示,杠杆在水平位置平衡,货物A重为200 N,请在图中画出货物A所受重力的示意图和拉力F的力臂l。
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5.(2022·济宁)中国古代人们为了抵御入侵,常在城池周围建造护城河,通过吊桥升降控制人员进出。如图所示是吊桥被拉起时的模型图,请在图中画出拉力F的力臂L。
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杠杆的计算
6.(教材插图改编)小军学习了杠杆的知识后,想用公园的翘翘板来估测一块石头的重。如图所示,他将石头放在翘翘板A位置,自己坐在B位置上,翘翘板在水平位置平衡。若小军体重500 N,可估得石头的重约为( )
A.100 N B.250 N
C.500 N D.1000 N
B
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7.(2022·无锡)杆秤是我国古代劳动人民的一项发明,是各种衡器中历史最悠久的一种,称量物体质量时,它相当于一个______(填简单机械名称)。某杆秤的示意图如图所示,C处是秤钩,A、B位置各有一个提纽,BC=7cm,秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽,秤钩不挂物体,将秤砣移至D点,杆秤恰好水平平衡,BD=1cm;将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上,提起B处提纽,秤砣移至最大刻度E处,杆秤再次水平平衡,则BE=____cm。若要称量质量更大的物体,应选用____处提纽。
杠杆
34
A
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8.杠杆的动力臂l1为2 m,阻力臂l2为0.2 m,若阻力F2为300 N,求杠杆平衡时的动力F1。
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杠杆的分类
9.(教材插图改编)如图是生产生活中常用的三种类型剪刀的示意图。
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(1)A剪刀的动力臂l1和阻力臂l2已经固定,且动力臂l1______阻力臂l2,根据杠杆平衡条件可知,动力F1______阻力F2,是一个费力杠杆;此类剪刀多用于____________,优点是________;
(2)C剪刀的动力臂l1和阻力臂l2已经固定,且动力臂l1______阻力臂l2,根据杠杆平衡条件可知,动力F1______阻力F2,是一个省力杠杆;此类剪刀多用于______________,缺点是________;
小于
大于
理发、裁缝
省距离
大于
小于
剪铁、剪树枝
费距离
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10.如图是小楠练习书法时的简化图,写字时毛笔杆相当于______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;手握笔的位置向上移动,则写字时所需的动力将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
费力
变大
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11.下列所列举的例子中,属于省力杠杆的是____________________
___;属于费力杠杆的是_________________;属于等臂杠杆的是__。
A.羊角锤;B.道钉撬;C.天平;D.钓鱼竿;E.镊子;F.火钳;G.核桃夹;H.筷子;I.起子;J.扳手;K.铁锹;L.铡刀;M.钢丝钳。
A、B、G、I、J、L、
M
D、E、F、H、K
C
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03
课后进阶
12.我国古代劳动人民用智慧创造出很多实用工具,如图所示的四个场景中所用工具属于费力杠杆的是( )
A.推石磨转动 B.按压杠榨油
C.踩踏板舂米 D.拉木棒搬石
C
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13.(2023·宜昌)如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时,下列改进方法可行的是( )
A.减少横杆右端的人数
B.将支架向右移动
C.横杆右端的人向支架靠近
D.减小横杆上悬绳与支架间的距离
D
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14.如图所示,甲、乙是家庭电路常用的两种墙壁开关,其按钮可绕面板内某轴转动。根据你的生活经验,你认为____不易损坏,这是因为按动这种开关的动力臂较____(选填“大”或“小”,下同),按动它需要的力较____。
乙
大
小
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15.(教材插图改编)人体内许多部位的骨骼和肌肉组织也可构成杠杆,如图所示,当人托起石块时,手臂相当于______(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆,若此时OB=4OA,F2为10 N,则F1为____N。
费力
40
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16.如图是人们常用的指甲剪刀的示意图,它的ABC部分是一个杠杆,当用指甲剪刀剪指甲时,手指压在A点,则杠杆ABC的支点在___点,阻力作用点在_____点,它是________杠杆;杠杆OBD是_______杠杆(后两空选填“省力”“费力”或“等臂”)。
C
B
省力
费力
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17.如图所示的钢丝钳是______(选填“省力”或“费力”)杠杆,剪铁丝时动力臂长为10 cm,阻力臂长为2 cm,若铁丝被剪断需要800 N的力,小明至少用_____N的力才能将铁丝剪断。
省力
160
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18.(教材插图改编)如图是搬运泥土的独轮车,独轮车属于______(选填“省力”或“费力”)杠杆。设车和泥土的总重力G为1000 N,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F, F的力臂是_____ m,F的大小至少是_____N。
省力
1.6
250
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19.按要求画图:(1)在图甲中画出力F1的力臂l1。
甲
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(2)在图乙中:①标出支点O的位置;②画出作用在撬棍上的力F1的力臂。
乙
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(3)如图丙所示,试画出力F1、F2的力臂。
丙
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(4)图丁是用“瓶起子”起瓶盖的示意图,请画出动力F1对支点O的力臂,并画出阻力。
丁
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20.(教材插图改编)如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图,他的质量为56 kg。身体可视为杠杆,O点为支点。A点为重心。
(1)该同学所受重力是多少?(g=10N/kg)
解:G= mg=56 kg×10 N/kg=560 N
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(2)在图中画出该同学所受重力的示意图,并画出重力的力臂l2。
解:如右图
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(3)若OB=1.0 m,BC=0.4 m,求地面对双手支持力的大小。
解:l1=OC=OB+BC=1.0 m+0.4 m=1.4 m
根据杠杆的平衡条件 F2l2=F1l1
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04
能力提升
21.(2023·宁夏)10月16日为“世界脊柱日”。如图,人的颈椎起着支撑头部的作用,颈部肌肉群连接颈部和头部,并控制着头部的运动,长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。人在低头时,头部和颈椎可看作一个杠杆,分析以下问题:
(1)请在图中画出人体头部所受重力的示意图。
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(2)人在低头过程中,头部重力的力臂______(选填“增大”或“减小”);颈部肌肉群对后颅向下的拉力______(选填“增大”或“减小”),若将拉力看作动力,这是一个______杠杆;头部向下弯曲角度增大,颈椎所受的______增大。
(3)结合以上分析,给出一条保护颈椎健康的合理建议_____________
_____________________________________________________。
增大
增大
费力
压力
不要长时间低
头,保持眼睛和书本之间的距离;端正坐姿(说明合理即可)
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22.(研究性学习)如图所示,用三种方式提升杠杆:
(1)竖直向上拉动杠杆使其由斜向上沿逆时针方向缓慢匀速转动至虚线位置,动力臂将______________,动力F将______。
(2)[动力与杆垂直]如图所示,若力F始终垂直作用于杠杆,则从A转动到B(水平)位置时,力F将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
先变大后变小
不变
变大
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23.如图甲为虎门大桥的示意图,“桥塔为什么要造这么高?”小强对此进行了研究:他将大桥的结构进行简化,抽象成图乙的模型,又画了桥塔高低不同的两幅图丙和丁。
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(1)可以看出它用到了______的相关知识,其中O是______,_____代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力。
(2)小强通过比较发现:适当增加桥塔的高度,可______斜拉索拉力的力臂,从而______(均选填“增大”或“减小”)斜拉索的拉力。
(3)假如让你来设计新的斜拉索式大桥,提出你还能减轻钢索承受拉力的方法__________________________(说出一种方法即可)。
杠杆
支点
F1
增大
使用新型材料,减小桥自重
减小
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解:F1===30N
F1===400N
$$