11.1　探究：杠杆的平衡条件 （课件）-2024-2025学年度沪科版物理八年级全一册

第2课时　杠杆的分类及应用 1．等臂杠杆：动力臂____阻力臂，平衡时，动力____阻力，它既不____力也不____距离。 2．省力杠杆：动力臂____阻力臂，平衡时，动力____阻力，它____力但____距离。 3．费力杠杆：动力臂____阻力臂，平衡时，动力____阻力，它____力但____距离。 4．使用杠杆时，阻力和阻力臂一定时，动力臂越____越省力；阻力和动力臂一定时，阻力臂越____越省力。 等于 等于 省 费 大于 小于 省 费 小于 大于 费 省 长 短 1．判定杠杆的种类，主要通过比较动力臂和阻力臂的大小进行判断。如果动力臂大于阻力臂，则为省力杠杆，反之则为费力杠杆。对于较复杂的杠杆，最好在图上找到支点、动力、阻力，然后画出动力臂和阻力臂进行比较。对于一些不容易判断力臂大小的杠杆，可以根据杠杆是省距离还是费距离的角度来判断，如用筷子吃饭时省距离，则筷子为费力杠杆。 2．画杠杆最小动力的方法 (1)找到最大动力臂：①当动力作用点确定后，支点到动力作用点的线段即为最大动力臂；②动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为最大动力臂。 (2)作出最小动力：找到最大动力臂后，过作用点作动力臂的垂线段；根据动力和阻力使杠杆移动的方向相反，确定动力的方向，即为最小动力的方向。 B 知识点1：杠杆的分类 1．钓鱼竿使用时是费力杠杆，则下列说法中正确的是( ) A．动力小于阻力 B．动力臂小于阻力臂 C．动力等于阻力 D．动力臂大于阻力臂 2．生活中常用到各种各样的杠杆，称量物体质量的天平(如图)属于____(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。 等臂 知识点2：杠杆的应用 3．如图所示，O是支点，在B端挂一重物，为使杠杆水平平衡，要在A端施加一个力，下列说法正确的是( ) A．F1最小　　　 B．F2最小　　　 C．F3最小　　　 D．一样大 B 4．如图是三种类型的剪刀，若铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，他会选择____(选填“A”“B”或“C”)剪刀，这样选择的目的是____(选填“省力”“省距离”或“省功”)。 A 省力 知识点3：杠杆的简单计算 5．如图是一块质地均匀的平整长方体城砖的示意图。已知城砖长AC为0.4 m，宽AB为0.2 m，厚AD为0.1 m，质量为18 kg，g取10 N/kg。 (1)求城砖的重力； (2)城砖按如图方式放在水平地面上时，求它对地面的压强； (3)要在AB的中点O处用一与AB垂直的水平力F将城砖推倒， 求水平力F的最小值。 解：(1)城砖的重力：G＝mg＝18 kg×10 N/kg＝180 N； (2)城砖的受力面积：S＝AB×AD＝0.2 m×0.1 m＝0.02 m2， 它对地面的压强：p＝＝＝＝9 000 Pa; (3)水平力F的阻力臂：l2＝×AD＝×0.1 m＝0.05 m， 由杠杆的平衡条件得，水平力F的最小值：F＝＝＝22.5 N。 A 6．【科技前沿】如图是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是( ) A．夹起食物的筷子 B．拔钉子的羊角锤 C．剪铁丝的钢丝钳 D．起瓶盖的开瓶扳手 7．在巴黎奥运会皮划艇静水男子500 m双人决赛中，中国组合夺得金牌。下列说法正确的是( ) A．当运动员用船桨划水时，水对桨的力向后 B．运动员手中使用的船桨属于省力杠杆 C．运动员手中使用的船桨属于等臂杠杆 D．运动员使用该船桨的好处是省距离 D 8．(多选题)如图，质量不计的轻质杠杆AC可以绕O点转动，两端挂有甲、乙两重物，已知AO＝3OB，G甲＝400 N，G乙＝300 N，甲的底面积为100 cm2，当重物乙挂在B点时，杠杆在水平位置平衡，下列说法正确的是( ) A．绳子通过O点对杠杆的拉力大小为400 N B．地面对甲的支持力为100 N C．此时甲对地面的压强为3×104 Pa D．重物乙从B点向C点移动过程中，甲对地面的压力变大 AC 9．《天工开物》中记载：桔槔，井上汲水的工具。在井旁架上设一杠杆，一端系汲器，一端悬绑石块等重物，用较小的力量即可将灌满水的汲器提起。为了减小人向上提水时所需的拉力，应将配重物 (选填“靠近”或“远离”)支点。汲水的过程中，水的机械能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。 远离 增大 10．将钉子敲入木板时，敲击钉子的力有时会偏离钉子的轴线方向，可能会导致它被敲弯。若偏离的方向是图中的箭头方向，那么在敲击过程中，L较____时钉子更容易弯曲，因为此时对应的力臂较____，使钉子弯曲的作用较大。 长 大 11．图甲是一种常用的移动指示牌，图乙是它的模型，图丙是被风刮倒的指示牌，请在图丙中画出将指示牌扶起的最小力及其力臂。 12．【社会责任】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。 (如图所示) (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。 增大 增大 费力 压力 (3)结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。 为了保护颈椎健康，不要长时间低头看手机或适当抬高手机屏幕，减小低头角度或低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力(合理即可)。 $$第十一章　简单机械 第一节　探究：杠杆的平衡条件 第1课时　杠杆及杠杆的平衡条件 1．在____的作用下能绕着______转动的硬棒就是杠杆。杠杆可以是直的，____是弯的。 2．杠杆在动力和阻力的作用下______________时，杠杆就处于平衡状态。 3．杠杆平衡的条件是____________________________，即____________。 力 固定点 可以 静止或匀速转动 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 F1l1＝F2l2 在探究杠杆平衡条件时，要注意三个问题 (1)实验前要先调节杠杆两端螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接从杠杆上读出力臂。 (2)在实验时，挂了钩码之后再不能移动平衡螺母，以免破坏原来的平衡。 (3)在加减或移动钩码时，要使杠杆在水平位置恢复平衡。 1．动力、阻力都是作用在杠杆上的力，其受力物体是杠杆，所以动力作用点、阻力作用点都要画在杠杆上。 2．动力和阻力的方向：若支点在杠杆中间某处，两力方向在杠杆同侧；若支点在杠杆的端点，两力方向大致相反。 3．力臂是支点到线(力作用线)的距离而不是支点到点(力的作用点)的距离，力臂可以在杠杆上，也可以不在杠杆上，还可以为零。 C 知识点1：认识杠杆 1．【物质观念】关于杠杆，下列说法中正确的是（ ） A．杠杆可以是固定不转动的 B．杠杆不一定要有支点 C．杠杆可以是直的，也可以不是直的 D．从杠杆的支点到阻力作用点的距离叫做阻力臂 2．钓鱼时，钓鱼竿可看成是一个杠杆。下图中能正确表示其支点O、动力F1和阻力F2的是( ) B 知识点2：探究杠杆的平衡条件 3．如图，刻度均匀的杠杆在水平位置平衡，若在A点挂两个相同的钩码时，要使杠杆再次水平平衡，应在B点挂 个相同的钩码；若将A点向左移动一个小格的同时减少一个钩码，杠杆将 (选填“顺时针旋转”“逆时针旋转”或“不变”)。 3 顺时针旋转 4．小明利用如图的装置探究杠杆的平衡条件，其中每个钩码的质量为50 g，g取10 N/kg。 (1)图甲中，杠杆静止时处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移。在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，其目的是 。 (2)如图乙，在杠杆左侧A位置先挂了3个钩码，在右侧B位置用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，弹簧测力计的示数为 N。 平衡 右 便于测量力臂 2 (3)如图丙，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数 ，原因是测力计的拉力力臂 。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 变小 变大 5．(镇江中考)小明用如图装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡，此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列方案不可行的是( ) A．钩码的数量适当减少 B．钩码的位置适当右移 C．测力计转到图中虚线处 D．测力计位置适当向左移 C 6．一根杠杆已处于平衡状态，如果在这个杠杆上再施加一个作用力，则( ) A．只要这个力加在阻力一边，杠杆仍可以平衡 B．只要这个力加在动力作用点和阻力作用点之间，杠杆仍可以平衡 C．杠杆不可能平衡，因为多了一个力 D．只要该力的作用线通过支点，杠杆仍会平衡 D 7．我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，如图所示，“权”“重”对应物理学中的____；当“重”增大时，应把“权”向 ____(选填“A”或“O”)点移动，才能平衡；调节后，秤能够静止或匀速转动，则视为杠杆处于___(选填“平衡”或“非平衡”)状态。 力 A 平衡 8．【传统文化】春联是我国特有的文学形式，是过年的重要习俗。如图，写春联时，手握笔的位置向上移动，动力臂 ，则写字时所需的力将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 不变 变大 9．如图，杠杆在水平位置平衡，货物A重200 N，若拉力F1为动力，请在图中画出杠杆所受阻力的示意图及动力F1对支点O的力臂l1。 10．【模型构建】(多选题)如图为小玥用杠杆AF以及悬挂在A点的小桶制作了一个简易密度秤。当细线系在O点且不挂秤砣时，杠杆恰好在水平位置平衡。杠杆上标有间距相等刻度。在A端空桶内注入某种液体，调节秤砣M悬挂的位置，使杠杆保持水平位置平衡，此时秤砣M的悬挂点所对应的刻度处，就可以标记上该液体的密度值。 下列关于该密度秤的说法中正确的是( ) A．该密度秤在使用时，每次倒入空桶中的液体质量应当相同 B．仅用密度已知的水，就能推出OF段任意位置对应的密度值 C．将该密度秤的刻度值全标出后，发现它的密度值分布不均匀 D．用容积相同而质量更大的空桶制作密度秤，秤的量程会增大 BD $$