11.1 杠杆 ---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

杠 杆 1 知识点 什么是杠杆 知1－导 感悟新知 1 人们生产、生活中用到了下列的工具 1 . 2 . 3. 4、 固定点 绕点转动 硬棒 归纳结论 在力的作用下，可 绕一固定点转动的硬棒称为杠杆 有什么共同的特征呢？ 有力作用 现实生活中还有哪些是杠杆，列举一些实例 支点 动力 F1 F2 阻力 O L1 L2 动力臂 阻力臂 认识杠杆的个概念 5 支点 动力 动力臂 阻力 阻力臂 杠杆绕着转动的点，用O表示。 使杠杆转动的力，用F1表示。 从支点到动力作用线的垂直距离，用L1表示。 阻碍杠杆转动的力，用F2表示。 从支点到阻力作用线的垂直距离，用L2表示。 杠杆的五要素 力的作用线：指过力的作用点沿力的方向所引的直线 （1）支点一定在杠杆上，可以在一端，也可以在任何位置 （2）动力和阻力都是指杠杆受到的力 （3）动力和阻力作用点一定在杠杆上 （4）力臂有时与杠杆重合，有时与杠杆不重合，如果力的作用线恰好通过支点，则力臂为零 （5）动力和阻力的作用效果是使杠杆转动的方向相反，但动力和阻力的方向不一定相反 Administrator (A) - 力臂三种画法 l l l 怎样画杠杆的力臂 F1 O L1 L2 F3 F2 L3 一找点 二划线（力的作用线） 三作垂线段 四标符号（L1、L2） 1、如图是工人撬石头撕的示意图，请在图中画出力F对支点O的力臂，并用字母L标明。 O F L 10 L2 L1 B F2 O F1 A F2 B O A F1 画出图中各力的力臂 画出图中杠杆各力的力臂 F1 F2 L1 L2 F1 F2 L1 O L2 O 想一想 F1 F2 L1 L2 2 杠杆是否都是直的？ 通过以上实例请思考讨论如下问题： 1 力臂一定在杠杆上吗？ 3 若一力作用在杠杆上，作用点不变，但作用方向改变，力臂是否改变？ 答：不是 答：杠杆可以是直的，也可以是弯的 答：要改变 想一想? 5、动力和阻力使杠杆转动有何规律？ 4、动力和阻力的作用点在哪里？ 答：作用点在杠杆上。 答：动力与阻力总使杠杆转动方向相反。 o 已知力臂画出力： ①作力臂的垂线； ②确定力的方向（F1、F2使杠杆转动方向相反）；                                      F L1 错： 力的作用点要在杠杆上 （3）力的作用点在杠杆上 二 杠杆的平衡 提问： 什么是杠杆的平衡？ 杠杆静止或匀速转动，我们就说此时杠杆处于平衡状态 杠杆平衡条件是什么？ 二、实验探究：杠杆的平衡条件 1 提出问题： 杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、 阻力臂之间存在着怎样的关系？ 2 猜想与假设： 假设一： 假设二： 假设三： 假设四： F1+L1=F2+L2 F1–L1=F2–L2 F1/L1=F2/L2 F1 · L1=F2 · L2 3、实验时需要哪些仪器？ 杠杆、支架、钩码、刻度、尺细线、弹簧测力计 注意： （1）实验前，通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样杠杆的重心落在支点处，可消除杠杆自重对实验的影响，实验过程中，不能再调节平衡螺母。 （2）试验过程中要求杠杆静止时处于水平位置，这样做的目的是便于在杠杆上直接读出力臂的大小 （3）多次试验，避免偶然性，找到普遍性规律。 18 实验记录表格 实验次数 F1 /N l1 /m F2 /N l2 /m ① ② ③ F1 l1 F2 l2 5 2 10 1 10 1.5 30 0.5 20 1.5 15 2 10 10 15 15 30 30 19 杠杆平衡条件是： 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1 l1= F2 l2 或 F1 F2 、l1 l2单位要对应统一。 杠杆平衡条件也称杠杆原理，最早由古希腊学者阿基米德总结出来 只有满足F1l1＝F2l2是杠杆才能平衡，如果不相等，杠杆将向力与力臂的乘积较大的方向转动 20 O L2 L1 F2 F1 F3 如果沿着F3的方向拉使杠杆平衡，力臂还是L1吗？ O L2 L1 F2 F1 F3 如果沿着F3的方向拉使杠杆平衡，拉力F3大小会变化吗？ O L2 L1 F2 F1 F3 如果测力计在杠杆左侧拉，能否使杠杆平衡？如果平衡拉力方向应该向上还是向下？ F4 F1 F2 L1 L2 O 省力杠杆的特点 可见，省力杠杆虽然省了力，但要费距离 L1 > L2 省力杠杆 道钉撬 抽水机手柄 铡刀 起子 羊角锤 核桃夹 铁 匠 剪 刀 F2 F1 A1 B1 A B F2 F1 O 可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离 费力杠杆的特点 L1 < L2 费力杠杆 0 F1 F2 吊车 手臂 理发剪刀 筷子 F1 F2 0 F1 F2 阻力臂l2 动力臂l1 O 由 F1L1=F2L2 ∵L1 = L2 ∴F1 = F2 这是等臂杠杆 等臂杠杆不省力，也不省距离 等臂杠杆的特点 L2 L1 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力的大小关系 F1＜F2 F1＞F2 F1＝F2 力臂大小 L1＞L2 L1＜L2 L1＝L2 特点 省了力，但费了距离 费了力，但省了距离 不省力也不费力 实例 撬棒、铡刀、 瓶起子、老虎钳 镊子、理发剪刀 缝纫机脚踏板，钓鱼竿 天平 判断杠杆类型的方法： 方法一：看力臂、通过比较动力臂和阻力臂的大小进行判断 方法二：看应用、阻力较大时用省力杠杆。阻力不大时用费力杠杆，这样是为了省距离，用起来方便 方法三：看距离、如果动力移动的距离明显大于阻力移动距离，说明费距离省力，是省力杠杆。 如图所示，杠杆处于平衡状态，若在两边的钩码下面，再各挂一个同样的钩码，则( ) A.杠杆仍保持平衡 B.杠杆B端下降 C.杠杆A端下降 D.无法判断 B 如图所示是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是( ) A. B点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力 B. B点是支点，物体A放在车厢前部可省力 C. C点是支点，物体A放在车厢后部可省力 D. C点是支点，物体A放在车厢前部可省力 C 练习1、如图，杠杆的应用例子中不省力杠杆是（ ） A B C D C 36 如下图，欲用最小的推力F，把一重力为G的均匀园柱体推上一个台阶，试在图中画出推力F。 F 下列关于杠杆的说法中正确的是（　　） A. 杠杆必须是一根直棒 B. 有力作用在杠杆上不一定能使杠杆平衡 C. 作用在杠杆上的力其力臂不可能为0 D. 力臂就是力的作用点到支点的距离 关于杠杆，下列说法正确的是（） A、作用在杠杆上的动力和阻力的方向一定相反 B、由支点到动力作用点的距离叫动力臂 C、动力臂和阻力臂长度之和可能比杠杆长 D、支点一定在动力作用点和阻力作用点之间 1.有一根杠杆，动力为1000N，阻力为3000N， 动力臂为1.5m，求：它的阻力臂为多少？ 已知：F1＝1000N F2＝3000N L1＝1.5m 求　：L2 解　： L2＝F1L1 / F2 =(1000N X 1.5m) / 3000N =0.5m 答 ：它的阻力臂为0.5m. 2、一根轻质扁担长1.8m，前后两端分别挂上 重600N和200N的货物，问：人肩应挑在离前端 多远处才能使扁担平衡？ F1=G1＝600N F2=G2＝200N O L1 L2 L=1.8m 前 后 已知： L = 1.8m F1＝G1 = 600N　　 F2＝G2 = 200N 求：　L1 解：　L2=L－L1= 1.8m－L1 又 F1L1＝F2L2 　　即 600N × L1＝200N × (1.8m－L1） 　　　解得：L1=0.45m 答： 人肩应挑在离前端0.45m处才能使扁担平衡。 在“探究杠杆平衡条件”的实验中,下列说法不正确的( ) A. 杠杆横梁不在水平位置静止，不处于平衡状态 B. 在没有挂钩码时杠杆如图所示，则应将平衡螺母向左调直到杠杆在水平位置平衡 C. 多次实验的目的是为了减小实验的误差 D. 杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂 工人师傅用独轮车搬运砖块,车和砖块所受的总重力G=1200N,有关尺寸如下图所示。工人师傅推车时,人手向上的力F的大小是() A. 360N B. 400N C. 600N D. 1200N 如图所示，在均匀刻度尺中支起，两边挂上钩码，杠杆已经平衡，那么下列情况中，那种情况还能使尺保持平衡?( ) A. 左右两边的钩码组各向内移动一格 B. 左右两边的钩码组各减少一只钩码 C. 左右两边的钩码组各减少一半 D. 左右两边的钩码组各向外移一格 一个杠杆的动力臂与阻力臂之比为5:1则该杠杆是___杠杆，动力与阻力之比是___，若此杠杆受到的阻力是60N，则当动力为___N时，杠杆处于平衡状态。 如图所示,一位物理老师用一只弹簧测力计称出了一只大象的质量。操作步骤：a、将铁笼系于槽钢上的B点,为避免自身重力影响,移动悬吊点至某一适当位置O点,使槽钢在___。b、将大象引入铁笼,用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,使之再次在步骤a中位置平衡,测得OA=9m,OB=9cm，弹簧测力计的示数为200N则该大象的质量为___t(g取10N/kg)。 如图所示,重为G的均匀木棒0A能以O为转轴自由转动,现用力F作用于木棒A端,使木棒O在水平平衡,当力F由图示方向逐渐转到竖直向上方向时力F的大小( ) A. 保持不变 B. 一直增大 C. 一直减小 D. 先增大，后减小 如图所示，杠杆OA可绕支点O转动，B处挂一重物G，A处用 一 竖直力F.当杠杆和竖直墙之间夹角逐渐增大时， 为了使杠杆平衡，则( ) A. F大小不变，但F＜G B. F大小不变，但F＞G C. F逐渐减小，但F＞G D. F逐渐增大，但F＜G A 1.物理学中,将在力的作用下可绕一　　　　转动的硬棒称为杠杆.如图11-1-1所示,杠杆的五要素分别是　　　 　、　 　　　、　　　　、　　　　、　　　　.从支点到_______的距离叫动力臂. 2.如图11-1-2所示,用铡刀切草,铡刀也可看成杠杆,其中O是　　　　,切草处是　　　　力作用点,刀柄用力处是　　　　力作用点. 3.为了研究杠杆的有关问题,我们必须把它从许多实例中抽象出来,建立一种杠杆的模型,这就是物理建模思想.下列仪器或工具在使用过程中,可以抽象为杠杆的一组是 (　　) ①量筒　②剪刀　③烧杯　④老虎钳　⑤托盘天平　⑥弹簧测力计 A.①②③ B.②④⑤ C.①③⑤ D.④⑤⑥ 4.如图11-1-3所示是开瓶盖的起子,可以看成一个杠杆,图11-1-4中能正确表示出该杠杆的支点、动力和阻力的图是 (　　) 5.如图所示,有一杠杆可绕O点转动,在杠杆上某点挂一重物,现在A端施加动力FA. (1)如果动力FA沿F1的方向,则动力臂是　　　　,阻力臂是　　　　. (2)如果动力FA沿F2的方向,则动力臂是　　　　. (3)如果动力FA沿F3的方向,则动力臂是　　　　. (4)如果动力FA沿F4的方向,则动力臂是　　　　. 如果把铁锹看成杠杆,当用它往锅炉里送煤时,在如图11-1-12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. 杠杆　　　　或　　　　　　,我们就说此时杠杆处于平衡状态. 如图11-1-18所示实验的目的是探究　　　　　　　　,实验表明,杠杆的平衡条件是:　　　　　　　　　　　,用字母表示为:　　　　　　　　.杠杆的平衡条件也称为　　　　　　,最早是由古希腊学者　　　　　总结出来的. 小梦在做“探究杠杆的平衡条件”实验时,先在杠杆两端挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计代替一侧的钩码继续探究,如图11-1-19所示.这样做的最终目的是(　　) A.便于直接读出拉力的大小 B.便于提供不同方向的拉力 C.便于正确认识力臂 D.便于测量力臂的大小 在“探究杠杆平衡条件”的实验中: (1)实验前,发现杠杆处于如图所示的静止状态,此时这个杠杆　　　　(选填“处于”或“不处于”)平衡状态.为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向　　　　(选填“右”或“左”)移动. (2)实验前调节杠杆在水平位置平衡的目的是:使杠杆重力的力臂为　　　,从而对杠杆平衡不产生影响. (3)实验过程中将杠杆平衡位置设定在水平位置,这样做的目的是便于测量　　　　　　. (4)某实验小组进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6 N,l1=20 cm,F2=4 N和l2=30 cm.该实验小组能否根据这一组数据得出探究结论?　　　　,理由是____________________________. 如图11-1-23所示,杠杆始终在水平位置平衡,改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①→②→③.此过程中,弹簧测力计的示数将 (　　) A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大 如果使用杠杆是为了省力,那么动力臂应当　　　　阻力臂;如果使用杠杆是为了少移动距离,那么动力臂应当　　　　阻力臂.无论使用哪种杠杆,都　　　　(选填“能”或“不能”)既省力又少移动距离. 踮脚是一项很好的有氧运动(如图11-1-35所示),它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱。踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是 (　　) A.脚后跟是支点,是省力杠杆 B.脚后跟是支点,是费力杠杆 C.脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆 D.脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆 $$