内容正文:
第一部分 教材知识整合
模块二 力 学
第十章 机械与功
第2节 杠 杆
目
录
知识精讲·夯基础
核心实验·提素养
江西真题·明考向
知识精讲·夯基础
知识点
杠杆(近5年4考)
杠
杆
固定点
动力
阻力
静止或匀速转动
动力
阻力
F1l1=F2l2
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知识精讲·夯基础
知识点
杠杆(近5年4考)
杠
杆
类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
力臂的大小关系 l1⑧_______l2 l1⑨_______l2 l110=l2
力的大小关系 F1⑩______F2 F1⑪______F2 F1⑫______F2
特点 省力,但费距离 费力、但省距离 既不省力也不省距离
应用举例 撬棒、羊角锤、钢丝钳等 理发剪刀、钓鱼竿、镊子等 天平、跷跷板等
杠杆的分类
>
<
>
<
=
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1
2
3
4
5
1.(教科、沪粤教材图片改编)晚饭后,妈妈带着小涛和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板,如图所示,此时跷跷板相当于 模型,图中的转轴相当于此模型的 ,使跷跷板转动的力是人________
(选填“自身重力”或“对杠杆的压力”)。
的压力
对杠杆
支点
杠杆
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1
2
3
4
5
2.(人教、沪粤教材图片改编)如图所示,这是搬运砖头的独轮车,使用时可视为 (选填“省力”或“费力”)杠杆。若独轮车和砖头的总重G为
1 000 N,要将扶手抬起,则人施加的竖直向上的力F的大小至少为 N。在不减少砖头重力的情况下,为了让搬运更省力,工人师傅可以采取的措施是 。(写出一条即可)
把手向后移动(合理即可)
400
省力
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核心实验·提素养
实验
例
基础设问
探究杠杆的平衡条件(2021·20题,2022年版
在探究杠杆的平衡条件时,进行如下操作过程。
【问题】杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的测量工具,怎么才能使它两边平衡呢?
课标要求学生必做实验)
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【证据】为了探究此现象,实验小组利用如图1所示装置来探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止在如图1甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)为了便于测量力臂,应使杠杆在 位置平衡。为此,应将图1甲中平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
右
水平
平衡
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(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。
实验次序 动力F1 动力臂l1 阻力F2 阻力臂l2
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
【解释】分析上述表格:
(1)表格的设计存在缺陷,请指出: 。
(2)小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是________________________
。
阻力臂(或F1l1=F2l2)
动力×动力臂=阻力×
物理量没有单位
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【交流】
(1)该组的小红认为:根据一次实验数据,即可得出杠杆的平衡条件。你认为小红的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是______
______________________________________________。
(2)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图1乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格,杠杆 (选填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”)。
左侧下降
6
一组实验数据,得出的结论不具有普遍性
只分析
错误
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(3)如图1丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
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创新装置小组的小刚同学利用身边的塑料直尺和若干硬币来验证杠杆平衡条件,如图2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速度同时匀速向支点移动,则杠杆 (选填“仍平衡”“向左倾斜”或“向右倾斜”) 。
向左倾斜
能力设问
错误
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1.(2023·江西8题1分)某校组织学生去赣州福寿沟博物馆研学,参观了世界上先进的古代排水系统。如图所示是福寿沟的工作原理简化示意图,其中有一个独特的设计——“水窗”。当江水水位低于水窗时,城内水通过福寿沟将水窗冲开流入江中,该水窗类似于 (填写简单机械名称)
认识杠杆(近5年2考)
杠杆
江西真题·明考向
命题点1
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
2.(2022·江西1题2分)明代学者宋应星(江西人)著有《天工开物》,如图所示是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。桔槔属于_______(选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),使用时,机械效率η (选填“>”“<”或“=”)1。
<
杠杆
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
3.(江西真题改编)(多选)如图是关于杠杆的作图,其中正确的是( )
A.图甲:作用在鱼竿上的阻力及其力臂
B.图乙:施加在门把手上力F的力臂
C.图丙:作用在杠杆上动力F的力臂
D.图丁:作用在杠杆上FA的力臂及杠杆
平衡时作用在B端的最小力FB
杠杆作图(近5年2考)
BD
命题点2
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
方法指导
杠杆力臂作图
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
【拓展训练】
4.如图所示,轻质杠杆OA的中点处悬挂重为100 N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小为 N。保持F的方向始终与OA垂直,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F的力臂将 ,力F的大小将 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
变小
不变
杠杆的平衡条件及应用
50
命题点3
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
【解析】轻质杠杆OA的中点处悬挂重为100 N的物体,杠杆在A位置时,动力臂与阻力臂的关系为LOA=2LG,由杠杆平衡条件可知:FLOA=GLG,则力F的大小F=×100 N=50 N;力F的力臂为支点O到力F作用线的垂线段,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,保持F的方向始终与OA垂直,则动力F的力臂将不变,即在该过程中,动力臂不变,阻力大小等于物体的重力,即阻力不变,由题图可知转动过程中阻力臂会变小,根据杠杆的平衡条件知,动力F会变小。
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
方法指导
有关杠杆平衡的动态分析
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
命题点4
探究杠杆的平衡条件(2021·20题)
5.(2021·江西20题7分)【探究名称】探究杠杆的平衡条件。
【猜想与假设】
猜想一:动力×动力臂=阻力×阻力臂
猜想二:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
【设计实验与进行实验】
(1)如图甲所示,应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,小明同学挂上钩码并调节钩码的位置,使杠杆水平平衡,记录的数据如表所示。
左
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
(3)改变钩码的 和钩码的位置重复上述实验两次,记录的数据如表所示。
数量
实验次序 动力
F1/N OB间
距离/cm 阻力
F2/N OA间
距离/cm
小明 1 1.0 5 0.5 10
2 1.5 10 1.0 15
3 1.0 10 2.0 5
小红和
小明 4 0.8 15 1.0 10
5 1.4 15 1.0 10
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
【分析与论证】
(1)根据小明同学的数据可验证猜想 (选填“一”“二”或“一和二”)是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离,具有一定的特殊性,还应该改变动力或阻力的
进行实验。
方向
一和二
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
(3)通过以上探究,小明同学真正理解了力臂是支点到 的距离。
(2)于是,小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验,获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想 是错误的。若要验证另一种猜想是否正确,必须添加的测量工具是 。
力的作用线
刻度尺
二
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
【解析】【设计实验与进行实验】(1)题图甲中,杠杆的左端上翘,平衡螺母应向左端移动。(3)小明的实验中,动力和阻力均为钩码的重力,第2、3次实验数据和第1次数据相比,动力和阻力及OB间的距离、OA间的距离发生了改变,即改变钩码的数量和钩码的位置,重复实验,并记录实验数据。【分析与论证】(1)小明的实验中,因杠杆始终在水平位置平衡,由重力的方向竖直向下和力臂的定义可知,动力臂即OB间的距离,阻力臂即OA间的距离,在第1次实验中1.0 N×5 cm=0.5 N×10 cm,第2次和第3次实验中1.5 N×10 cm=1.0 N×15 cm,1.0 N×10 cm=2.0 N×5 cm,故小明同学的数据可验证猜想一和二是正确的;小明的“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论,是基于杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,此时的力臂正好是支点到力作用点的距离,为得出普遍、正确的结论,应改变动力或阻力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离,多做几次实验;(2)小红同学协助小明同学按题图丙方式进行实验,根据0.8 N×15 cm≠1.0 N×10 cm或1.4 N×15 cm≠1.0 N×10 cm可验证猜想二是错误的;若要验证另一种猜想是否正确,因此时力的方向与杠杆不垂直,动力臂不等于支点到动力作用点的距离,为了测量动力臂的大小,故必须添加测量长度的工具——刻度尺;(3)通过以上探究可知力臂不是支点到力的作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离。
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命题点1
命题点2
命题点3
命题点4
谢谢
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