第十二章 第1节杠杆 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第十二章 简单机械 第1节　杠杆 第2课时　生活中的杠杆 生活中的杠杆 1.等臂杠杆:动力臂与阻力臂　 　,既不省力,也不省距离。  2.省力杠杆:动力臂　 　阻力臂,省力却　 　距离。  3.费力杠杆:动力臂　 　阻力臂,费力但　 　距离。  [注意] 既省力又省距离的杠杆是不存在的,人们使用杠杆的目的有的是为了省力,有的是为了省距离。 相等 大于 费 小于 省 为什么使用费力或费距离的机械? 探究点一　杠杆的分类 [典例1] 下列工具属于费力杠杆的是( ) A.镊子 B.天平 C.开瓶器 D.核桃夹 A [变式1] 人体中有多个杠杆,如图所示的几个人体杠杆中,属于省力杠杆的是( ) a.托铁球　　　　 b.踮脚尖 c.举哑铃　　 d.俯卧撑 A.a、c B.a、b C.c、d D.b、d D 探究点二　杠杆最小力的判断 [典例2] (2024广元)图甲是压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是简化示意图,图中O为支点,F2为压饺子皮时作用在B点的阻力。请在图乙中画出压饺子皮时作用在A点的最小动力F1及阻力F2的力臂l2。 答案:如图所示 画杠杆“最小力”的步骤 [变式2] 停放自行车时,若要从图中四个点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起。其中最省力的点是( ) A.A点 B.B点 C.C点 D.D点 D 1.(2024连云港)如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是( ) A.托盘天平 B.钢丝钳 C.开瓶器 D.筷子 D 2.如图所示的杠杆中,要提起重物最省力必须( ) A.沿F1方向施力 B.沿F2方向施力 C.沿F3方向施力 D.都一样 3.如图所示为“开瓶起子”的示意图,它是　 　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,点　 　(选填“A”或“B”)是支点。使用时应在C点处施加　 　(选填“向上”或“向下”)的力。  B 省力 A 向上 4.(2024长沙)为撬起大石头,小明以O为支点架好撬棒,如图所示。他在A点用最小的力撬起大石头,请画出这个力的示意图。 答案:如图所示 1.(2024临沂改编)2023年9月24日,中国组合在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠,斩获杭州亚运会首金。赛艇的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( ) A.筷子　 B.开瓶器 C.核桃夹 D.榨汁器 A 2.(2024北京)如图所示,园艺工人在修剪枝条时,常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了( ) A.增大动力臂,能够省力 B.增大阻力臂,方便使用 C.减小动力臂,方便使用 D.减小阻力臂,能够省力 D 3.观察如图所示的指甲刀的结构图,其中分析正确的是( ) A.ABC是一个杠杆,且是省力杠杆 B.OBD是一个杠杆,且是省力杠杆 C.ABC是一个杠杆,且是费力杠杆 D.OED是一个杠杆,且是一个等臂杠杆,既不省力也不费力 4.如图所示,用力F作用在A点使杠杆AE处于平衡状态,则( ) A.此杠杆为费力杠杆 B.力F为阻力 C.F的力臂是OA D.当F的方向改为竖直向下时,使杠杆平衡的力最小 A D 5.(物理学与工程实践)如图甲所示是《天工开物》里记载的一种捣谷的碓,其简化原理图如图乙所示,OA∶AB=3∶5,捣谷人对B点的作用力F1使水平静止的横木转动。若碓头质量为20 kg,g取10 N/kg,不计横木的重力和转动摩擦,下列说法正确的是( ) A.从甲图位置到乙图位置,捣谷人对B点作用力减小 B.图乙中的碓相当于省力杠杆 C.捣谷人对B点作用力F1最小为300 N D.人脚越靠近O点越省力 C 6.(2024甘肃)用如图所示的扳手拧螺丝时,一只手稳住扳手的十字交叉部位,另一只手用同样大小和方向的力在　 　(选填“A”“B”或“C”)点更容易拧动螺丝,原因是　 . 　。  C 在 阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力 7.(2024惠阳校级期末)如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关,这种开关可以看作 　 　(一种简单机械)。其中　 　较易损坏,按动这种开关时,相当于　 　较小,故按动需用的力较大。  杠杆 甲 动力臂 8.图甲是小明自行车的手闸,其中ABO可视为一种杠杆,其简化示意图如图乙,O为支点,F2为阻力,请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。 答案:如图所示 A 10 垂直于杠杆AD向上 9.如图所示,AB=BC=CD,石头对杠杆的阻力F2=60 N,且方向垂直于杠杆。请分析,撬动石头时,以　 　点为支点,作用在D点的动力最小,该动力的大小为　 　 N(忽略杠杆的质量),方向是　 　(选填“垂直于杠杆AD向上”或“垂直于杠杆AD向下”)。 $$第十二章 简单机械 [情境导学] 为什么用撬棒能轻松打开箱盖?　 运动员由平躺至坐起的过程中,肌肉所施加的拉力F大小如何变化? [单元目标] 课标要求 核心素养 2.2.6知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。 3.2.3知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 3.2.4能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用 物理观念:能说出人类使用的一些机械,知道机械效率以及提高机械效率的意义和途径;能用简单机械解决生活中的有关问题。 科学思维:能从生活实例中抽象出杠杆模型及滑轮模型;能对机械问题进行推理;能从信息中寻找证据;敢于表达自己的观点。 科学探究:能完成“探究杠杆的平衡条件”的实验;有控制变量的意识,能收集实验数据,得出实验结论。 科学态度与责任:知道人类对机械的利用是不断发展的;能了解机械的使用对社会发展的推动作用,能欣赏我国古代关于简单机械应用的成就 第1节　杠杆 第1课时　杠杆及其平衡条件 一、杠杆 1.概念:一根硬棒,在力的作用下能绕着　 　转动,这根硬棒就是一个杠杆。  2.五要素 (1)支点:杠杆可以绕其　 　(O点)。  (2)动力:使杠杆　 　的力(F1)。  (3)阻力:　 　杠杆转动的力(F2)。  (4)动力臂:从支点O到　 　的距离(l1)。  固定点 转动的点 转动 阻碍 动力F1作用线 (5)阻力臂:从支点O到　 　的距离(l2)。  二、杠杆的平衡条件 　 　或写为　 　。　  阻力F2作用线 动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1l1=F2l2 有什么共同的特点呢? 权,然后知轻重;度,然后知长短。 ——《孟子·梁惠王上》 探究点一　杠杆 [典例1] 如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆,O为支点,动力等效为F1,请画出F1的力臂l1。 答案:如图所示 “三步法”作力臂 (1)首先在杠杆的示意图上确定支点O。 (2)再画好动力作用线及阻力作用线,画的时候要用虚线将力的作用线延长。 (3)最后从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂,在旁边标上字母l1或l2,分别表示动力臂或阻力臂。 [变式] (2024广州模拟)如图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且 OA⊥AB、AC⊥OB,线段　 　(选填“OA”或“AC”)表示力F的力臂。  OA 探究点二　探究杠杆的平衡条件 [典例2] (2024武汉改编)小明利用若干个质量为50 g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。 (1)调节螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并　 　,达到平衡状态,如图所示。  静止 (2)在杠杆左侧15 cm刻度线处挂上4个钩码,在杠杆右侧挂上6个钩码,移动右侧钩码到 　 cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力和阻力均为　 　 . (选填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”)。  (3)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中,多次实验的目的是　 　。  10 次序 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 钩码对杠杆的拉力 使结论具有普遍性(或寻找普遍的规律) (4)小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是　 　 。 (5)保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变,取下右侧钩码,改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计的示数为3 N时,该拉力的作用点可能在杠杆　 　(填序号)刻度线处。  ①左侧10 cm ②右侧5 cm ③右侧15 cm F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂) ①③ 1.下列关于杠杆五个名词的说法中,正确的是( ) A.力臂一定在杠杆上 B.作用在杠杆上的动力、阻力方向一定相反 C.力臂是支点到力的作用点的距离 D.杠杆可以是直的硬棒,也可以是弯的硬棒 2.如图所示,活塞式抽水机手柄可以看成是绕O点转动的杠杆,它在动力F1和阻力F2的作用下,处于平衡状态,则( ) A.F1·OC=F2·OA B.F1·OD=F2·OB C.F1·OE=F2·OA D.F1·OE=F2·OB D D 3.如图甲所示,爸爸和小红坐在跷跷板的两侧,在水平位置保持平衡。将其简化成如图乙所示的杠杆,不计杠杆自重的影响,若小红的质量为15 kg,则爸爸的质量为　 　kg。  60 4.(2024宁夏)如图是使用螺丝刀撬图钉的示意图,请在图中画出动力F1的力臂l1。 答案:如图所示 1.(2024徐闻期末)如图所示是人们日常生活中常见的用开瓶器开瓶盖的情景。这也是一个杠杆,那么下列关于这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点对应位置正确的是( ) A.A—B—C B.B—C—A C.A—C—B D.C—A—B C 2.如图所示的杠杆正处于水平平衡,若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相同),杠杆将( ) A.还继续处于水平平衡 B.右端上升,左端下降 C.右端下降,左端上升 D.无法确定杠杆的运动状态 3.如图所示,杠杆AOB的A端挂重为GA的物体,B端挂重为GB的物体,杠杆平衡时AO处于水平位置,若AO=BO,杠杆自重不计,则GA和GB的大小关系是( ) A.GA>GB B.GA=GB C.GA<GB D.无法比较 C C 4.(2024镇江)小明用如图所示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测量范围。为了完成实验,下列方案可行的是( ) A.钩码的数量适当增加 B.钩码的位置适当左移 C.弹簧测力计转到图中虚线位置 D.弹簧测力计位置适当向左平移 5.一根轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F。力F使杆从如图所示的位置慢慢抬起到水平位置的过程中,力F和它的力臂lF,重力G和它的力臂lG的变化情况是( ) A.F减小,lF减小 B.F减小,lF增大 C.G不变,lG减小 D.G不变,lG增大 D D 6.列车上出售的食品常常放在如图所示的小推车上,若货物均匀摆在车内,当前轮遇到障碍物时,售货员向下按扶把,这时手推车可以视为杠杆,支点是　 　,当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,这时支点是　 　。(写出支点位置的字母)  C B 7.如图所示,小明正在做俯卧撑训练,他的身体可看作一个　 　,则O为支点,B为重心,他所受重力为600 N,水平地面对手的支持力F的大小为　 　N。  杠杆 400 8.(2024番禺一模)明代学者宋应星著有《天工开物》,如图甲所示是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。 (1)请你在如图乙所示的简化图中,画出杠杆A点受到的力F1及其力臂l1。 (2)想换用大水桶取更多的水,若只通过移动支点O来实现,则支点O应向　 　(选填“A”或“B”)端移动。  答案:(1)如图所示 A 9.在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后,小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度,请帮她将下列步骤补充完整。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3) (1)相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆　 　(选填“是”或“不是”)处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向　 　(选填“左”或“右”)调节。  是 右 (2)调节杠杆水平平衡后,用细线将物块挂于杠杆左侧,将3个钩码挂于右侧,杠杆仍处于水平平衡,如图乙所示,每个钩码质量100 g,则物块质量为　 　g。  (3)将该物块浸没在装有水的烧杯中,调节右侧钩码的位置,使杠杆处于水平平衡,如图丙所示,则物块在水中所受的浮力为　 　N。  (4)物块的密度是　 　kg/m3。  (5)在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变钩码的位置和个数,收集多组数据的目的是 　 　(选填字母)。  A.避免实验的偶然性,便于得到普遍规律 B.取平均值,减小误差 400 2 2×103 A $$