九年级物理上册11 1杠杆学案 新版 苏科版

发布 2022-08-03 20:41:28 阅读 5332

新学期新成绩新目标新方向。

杠杆。学习目标】

1、知道什么是杠杆及杠杆五要素;

2、会画杠杆的力臂;

3、理解杠杆的平衡条件及应用,会判断省力杠杆和费力杠杆。

要点梳理】要点。

一、杠杆。一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点o转动,这根硬棒就是杠杆。杠杆可以是直的硬棒,如撬棒等;也可以是弯的,如羊角锤。

要点诠释:1、杠杆的五要素。

支点:杠杆可以绕其转动的点o。

动力:使杠杆转动的力f1。

阻力:阻碍杠杆转动的力f2。

动力臂:从支点o到动力f1作用线的距离l1。

阻力臂:从支点到o阻力f2作用线的距离l2。

2、杠杆的力臂。

力臂的画法:

1)明确支点,用o表示

2)通过力的作用点沿力的方向画一条直线。

3)过支点o作该力的作用线的垂线。

4)用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段,写上相应的字母l1(或l2)

要点。二、杠杆平衡条件。

杠杆在动力和阻力的作用下保持静止或匀速转动,我们就说杠杆平衡了。

要点诠释:1、杠杆的平衡条件是:

动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为f1l1= f2l2

注意:这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的,而是由它们的乘积来决定的。

2、杠杆分类:

(1)省力杠杆:l1>l2,f1<f2。

这类杠杆的特点是动力臂l1大于阻力臂l2,平衡时动力f1小于阻力f2,即用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是实际工作时动力移动的距离却比阻力移动的距离大,即要费距离。如撬起重物的撬棒,开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等,都属于这一类杠杆。

(2)费力杠杆:l1<l2,f1>f2。

这类杠杆的特点是动力臂l1小于阻力臂l2,平衡时动力f1大于阻力f2,即要用较大的动力才能克服阻力完成工作,但它的优点是杠杆工作时,动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便,也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳,这些杠杆都是费力杠杆。

(3)等臂杠杆:l1=l2,f1=f2。

这类杠杆的动力臂l1等于阻力臂l2,平衡时动力f1等于阻力f2,工作时既不省力也不费力,如天平、定滑轮就是等臂杠杆。

列表如下:

注意:没有既省力、又省距离的杠杆。

典型例题】类型。

一、杠杆的概念及力臂。

1、下列关于杠杆的知识说法正确的是( )

a.力臂必须与杠杆垂直。

b.动力臂与阻力臂一定在支点的同一侧。

c.力臂是从支点到力的作用点的距离。

d.动力臂应与动力作用线垂直。

答案】d解析】力臂是指从支点到力的作用线的距离,力对杠杆的转动效果不仅与力的大小有关,还与支点到作用线的垂直距离有关,支点到动力作用线的距离叫动力臂,支点到阻力作用线的距离叫阻力臂。

总结升华】本题考查的杠杆力臂的基础知识点。做力臂实际上就是数学课中 “作点到线的距离”。数学里的“点”在物理中就是杠杆的“支点”,“线”就是“力的作用线”。

所做的垂线段就是杠杆的力臂。

举一反三:变式】下列说法正确的是( )

a.杠杆的支点一定在棒的某一端。

b.动力的受力物体是杠杆,阻力的施力物体是杠杆。

c.动力臂是支点到动力作用线的距离。

d.阻力臂是支点到阻力作用点的距离。

答案】c2、如图所示,开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆,在图中能正确表示开瓶盖时,杠杆的支点、动力和阻力的是( )

ab. cd.

答案】c解析】(1)瓶盖紧紧的套在瓶口上,要使瓶盖打开,要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力,瓶盖给起子的力是向下的,利用杠杆克服这个摩擦力。(2)动力f1使杠杆绕固定点转动,阻力f2阻碍杠杆转动,杠杆在动力和阻力的作用下,保持静止状态或匀速转动状态。

总结升华】掌握杠杆的五个要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。

3、画出图中力f的力臂,并用字母l表示。

答案】解析】作杠杆的力臂的方法是:

(1)反向延长各力(或正向延长)。

(2)过支点作延长线的垂线。

(3)标上直角符号和大括号,并标上表示该力臂的字母。

总结升华】力臂的作图是初中物理基本题型,应该掌握好。

举一反三:变式】如图所示的杠杆中,动力的力臂用l表示,图中所画力臂正确的是( )

答案】d类型。

二、杠杆的平衡条件。

4、在铁路道口常设有如图所示的道闸,这种道闸平时上扬,当火车要通过道口时道闸转动到水平位置,示意过往的其他车辆停车等候,这种道闸称为常开型道闸。与之相反,另一种道闸平时水平放置,当有车辆要通过时,道闸上扬,允许车辆通过,这种道闸称为常闭型道闸。对于这两种道闸重心的位置,下列说法正确的是( )

a.常闭型道闸,重心应在o点右侧。

b.常开型道闸,重心应在o点右侧

c.常闭型道闸,重心应在o点左侧

d.常开型道闸,重心应在o点左侧。

答案】ad解析】当重心在o点左侧时,由于重力的作用,杠杆左端下降,右端上扬,是常开型的;当重心在o点右侧时,由于重力的作用,杠杆右端下降,左端上扬,是常闭型的。

总结升华】此题通过生活中的实例考查了杠杆的平衡条件在生活中的应用。

5、下列仪器或工具在使用时,属于省力杠杆的是( )

a.用扳手拧螺丝 b.用天平称量药品

c.用钓鱼竿钓鱼 d.用镊子夹物品

思路点拨】结合各个选项杠杆的使用情况,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。

答案】a解析】a、用扳手拧螺丝的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;b、用天平称量药品时,天平属等臂杠杆;c、用用钓鱼竿钓鱼的过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;d、用镊子夹物品的过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故选a。

总结升华】此题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。

举一反三:变式】下列几种杠杆类工具,在使用时属于费力杠杆的是( )

a.测物体质量的天平 b.夹取食物的筷子。

c.开啤酒瓶盖的扳手 d.剪铁皮的剪刀。

答案】b6、如图所示,杠杆aob的a端挂重为ga的物体,b端挂重为gb的物体时,杠杆处于平衡状态,若ao=ob,杠杆自身重力不计,则( )

a.ga=gb

b.ga<gb

c.ga>gb

d.无法判断。

答案】b解析】同学们易错解:选a。题中给出的条件“oa=ob”看似平淡,实则“陷阱”,倘若认为二力的力臂相等,则会得出ga=gb的错误选项,由下图可知,oa>lb,根据杠杆的平衡条件可得b物体重力大。

总结升华】对于杠杆平衡条件是解决杠杆平衡问题的重要依据,解题时找到动力、动力臂、阻力、阻力臂是关键。

举一反三:变式】如图所示,一根质量均匀的直尺放在水平的桌面上,全长的伸出桌面,在伸出端挂一重5n的物体g时,直尺仍然恰好保持平衡,则此直尺重为( )

a.2.5n b.5n c.7.5n d.10n

答案与解析】将整个直尺的质量等效到位于重心处的一个质点,则此时力臂正好相等。故选b。

7、如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态.如果两侧各去掉一个钩码,则( )

a.左端下降 b.右端下降 c.仍然平衡 d.无法判断。

答案】a解析】设一个钩码的重为g,一个格为l,则原来杠杆:3g×2l=2g×3l,处于平衡状态,现在在两侧各去掉一个钩码后,左边=2g×2l,右边=g×3l,左边的力和力臂的乘积大,杠杆不再平衡,并且左端下降,故选a。

总结升华】本题考查了杠杆平衡条件的应用,杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等,只比较力或力臂大小不能得出正确结果。

举一反三:变式】如图所示的轻质杠杆,ao小于bo,在a、b两端悬挂重物g1和g2后杠杆平衡。若将g1和g2同时向支点o移动相同的距离,则( )

a.杠杆仍保持平衡。

b.杠杆的a端向下倾斜。

c.杠杆的b端向下倾斜。

d.无法判断。

答案与解析】本题容易错选a,题目中“同时向支点o移动相同的距离”并不意味着移动后杠杆的力臂关系跟原来一样,不妨极限化处理,假设它们移动的距离为oa,则g1力臂为零,而g2力臂不为零,所以杠杆b端下沉。故应选c。

8、如图所示,要将一圆柱体重物推上台阶,最小的作用力应是( )

a.f1 b.f2 c.f3 d.f4

答案】c解析】若在a端施力f,当f的方向与杠杆垂直时动力臂最大,此时最省力,即:最小的作用力为f3。

总结升华】找到动力作用点a到支点o的最长动力臂(动力的方向垂直于oa连线)是解决问题的关键。

举一反三:变式】如图所示,要使杠杆处于平衡状态,在a点分别作用的四个力中,最小的是( )

a.f1 b.f2 c.f3 d.f4

答案】c

九年级物理上学期杠杆

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