《八级物理全册 10.1 杠杆的平衡条件深解析教材知识详析拉分典例探究知能提升训练pdf 新沪科.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《八级物理全册 10.1 杠杆的平衡条件深解析教材知识详析拉分典例探究知能提升训练pdf 新沪科.pdf（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 科学探究 杠杆的平衡条件 成大事者 争百年 不争一息 冯梦龙 名言大观 第 十 章 机 械 与 人 情境导入 在生活中有一根棒 它没有色彩 也没有图画 但能奏出美丽的 乐章 能让 阿基米德为之疯狂 知识就是力量 真理就是这样朴实无华 人与动物的区别在于人会利用 制造工具 生活中人们使用各种各样的工 具来帮助人们完成工作 机械有复杂的 也有简单的 简单的机械是组成复杂机 械的基础 常用的简单机械有杠杆 滑轮 轮轴 斜面等 阿基米德说过 给我一 个支点和足够长的硬棒 我就能撬动地球 为什么他可以产生这么大的力呢 原来他使用了杠杆 古代的埃及人在修建金字塔时也使用了杠杆来搬动巨大的 石块 本
2、章告诉你 科学探究 杠杆的平衡条件 杠杆的分类 滑轮及其应 用 做功了吗 做功的快慢 机械效率 合理利用机械能 本章的学习重 点是 杠杆的平衡条件 杠杆的分类 做功的快慢 机械效率等 本章学习的难点 是 滑轮及其应用 机械效率 考点聚集 专题一 杠杆的平衡条件及其应用 专题二 滑轮及其滑轮组的应用 专题三 功及其功率 专题四 机械效率 专题五 动能与势能的相互转化 方法指路 观察生活中各种类型的杠杆 学会运用对比法区分杠杆的类型 通过登楼比赛探究合理地比较做功快慢的方法 用控制变量法探究动能的大小与哪些因素有关 年级 下 第十章 机 械 名联欣赏 每抚琴操令万山皆响 聊欲弦歌作三径之资 第一节
3、 科学探究 杠杆的平衡条件 学 习 目 标 导 航 能通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取出共同的特征 并能在杠杆 上确认动力 阻力 支点 动力臂 阻力臂 能根据一定的标准对杠杆进行分类 通过参与科学探究活动 能对杠杆平衡条件进行猜想与假设 并设计出验 证方案 对获得的信息进行处理 得出杠杆平衡的条件 教 材 知 识 详 析 要点 杠杆 杠杆 在力的作用下 能绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆 杠杆是能绕固定点转动的硬棒 但我们研究的杠杆很多是静止不动的 这 就需要我们发挥想像力 在大脑中想像着所研究的杠杆在两个力的作用下能围绕 支点怎样转动 以便进行下一步的研究 杠杆的形状可以是直的 也可以是
4、弯的 甚至是圆的 即杠杆的形状可以是 各种各样的 在物理学中 所研究的杠杆被认为是刚性的 即在力的作用下不发生弯曲 现象 杠杆的五要素 名称符号定义 支点 O 杠杆绕着转动的固定点 动力 F 使杠杆转动的力 阻力 F 阻碍杠杆转动的力 动力臂 l 从支点到动力作用线的距离叫动力臂 阻力臂 l 从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂 力臂的画法 要正确画出杠杆上各力的力臂 首先要明确力臂的概念 力臂是从支点到 第一节 科学探究 杠杆的平衡条件 明月松间照清泉石上流 王维 名言大观 力的作用线的距离 这是解决杠杆问题的关键 然后按下述步骤进行即可 首先在杠杆的示意图上 确定支点O 画好动力作用线及阻力作
5、用线 画的时候要用虚线将力的作用线延长 再从支点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 力臂用虚线或实线表示 并用大括号标出 在旁边标出字母l 或l 分别表示 动力臂或阻力臂 巧记口诀 一定点 支点 二画线 力臂 从点向线引垂线 力臂就是此线段 关键提醒 硬棒 是指杠杆在转动中 形变很小 可以忽略 杠杆的外形可 以是任意形状 可以是直的 也可以是弯的 支点 可以在棒的一端 也可以在棒上其他位置 定义中的力 是指作用在杠杆上的动力和阻力 且动力和阻力使杠杆转动 的方向一定是相反的 力的作用线是指过力的作用点沿力的作用方向所画的直线 它是确定杠杆 上的力臂的标准线 力臂是支
6、点到力的作用线的距离 不是支点到力的作用点的距离 力臂的 长短不同 力作用在杠杆上产生的效果就不同 如果一个力的力臂为零 即力的作 用线或其延长线过支点O 则该力对杠杆的转动没有影响 例 下列说法中正确的是 A 杠杆必须是直的 B 杠杆上的支点总是在动力作用点与阻力作用点之间 C 支点到力的作用点的距离叫做力臂 D 作用在杠杆上的动力和阻力 这两个力的方向不一定是相反的 有可能是 相同的 精析 杠杆可以是直的 也可以是弯的 但必须是硬棒 选项A错误 杠杆的支 点可以在动力作用点与阻力作用点之间 也可以在它们的一端 选项B错误 支点 到力的作用线的距离叫做力臂 选项C错误 当支点在动力作用点与阻
7、力作用点之 间时 动力与阻力的方向可能相同 当支点在杠杆的一端时 动力与阻力的方向可 能恰好相反 所以选项D正确 解答 D 阻力和动力的方向可以相同 也可以相反 但它们使杠杆转动的方向 是相反的 要点 杠杆的平衡 杠杆平衡的含义 在力的作用下 如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转 动时 我们就可以认为杠杆平衡了 杠杆的平衡条件 当杠杆处于平衡状态时 满足条件 动力 动力臂 阻力 年级 下 第十章 机 械 名联欣赏 放眼在天以外 游情于古之初 南岳藏经阁联 阻力臂 即F l F l 用比例式表示 F F l l 利用杠杆的平衡条件计算F F l l 四个物理量时 只要已知其中的任意 三个量 或已知
8、其中的一个力和两个力臂的比 或已知其中的一个力臂和两个力的 比 就可以由F l F l 求得未知的那个力或力臂 拓展反思 杠杆平衡的含义 在力的作用下 如果杠杆处于静止状态或绕支点 匀速转动时 我们就认为杠杆平衡了 但 平衡 不一定 水平 例 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 精析 设一个钩码的重为G 一个格为L 原来杠杆 G L G L 处于平 衡状态 现在在两侧各去掉一个钩码后 左边 G L 右边 G L 左边的力和 力臂的乘积大 杠杆不再平衡 左端下降 故选A 解答
9、 A 在杠杆两侧各去掉一个钩码后 求出两边的力和力臂的乘积 若相等 仍平衡 若不相等 将向力和力臂的乘积大的那边倾斜 据此分析判断 例 甲 乙两个实验小组在探究 杠杆的平衡条件 时 分别得到下面两组 数据和结论 他们在交流时 甲组发现了自己的实验结论的错误和产生错误的原 因 你认为甲组产生错误的原因有哪些 甲 组 次数动力动力臂阻力阻力臂 结论动力 动力臂 阻力 阻力臂 第一节 科学探究 杠杆的平衡条件 人生须广大 勿做井中蛙 陆游 名言大观 乙 组 次数动力动力臂阻力阻力臂 结论动力 动力臂 阻力 阻力臂 甲组产生错误的原因 精析 本题是一道结果开放的实验探究试题 在探究 杠杆的平衡条件 时
10、 通 过实验数据归纳得出结论必须建立在多次测量的基础上 避免实验结论的偶然性 故本题可围绕物理量须多次测量等方面来解答 解答 本题可能的答案 不同单位的物理量不能相加 这四个物理量中 的三个 它们的数据都应任意设定 不能有任何人为设置的规律 没有进行多次 测量并从中找到普遍规律 等等 杠杆平衡时 必须满足这个条件 动力 动力臂 阻力 阻力臂 而满 足这个条件时 杠杆一定平衡 要点 杠杆的运用 根据杠杆的平衡条件 F F l l 可以把杠杆在应用中分为三种情况 种类力臂力省力情况费力情况应用实例 省力杠杆l l F F 省力费距离撬棒 起子 铡刀等 费力杠杆l l F F 费力省距离钓鱼竿 筷子
11、 镊子等 等臂杠杆l l F F 不省力 也不费力 不省距离 也不费距离 天平 跷跷板等 三种杠杆对我们都是有用的 人们可以根据工作的需要选择使用 以上三种杠杆中的任一种 以达到省力或省距离等目的 省力杠杆 省力费距离 费力杠杆 费力省距离 既省力 又省距离的杠杆 是不存在的 可见鱼和熊掌不可兼得 例 如图所示的情景中 所使用的工具属于费力杠杆的是 年级 下 第十章 机 械 名联欣赏 传家有道唯忠厚 处世无奇但率真 精析 A选项 钳子在使用过程中 动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 不符合题 意 B选项 瓶起子在使用过程中 动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 不符合题意 C 选项 用羊角锤起钉子时 羊角锤
12、在使用过程中 动力臂大于阻力臂 是省力杠杆 不符合题意 D选项 用镊子夹砝码时 镊子在使用过程中 动力臂小于阻力臂 是 费力杠杆 符合题意 故选D 解答 D 判定杠杆是省力杠杆还是费力杠杆 可以通过比较动力臂与阻力臂的 大小来确定 或者根据杠杆的功能来确定 为了比较动力臂和阻力臂的大小 最好 画出杠杆的示意图 在图上把杠杆的支点 动力 阻力 动力臂和阻力臂都表示出 来 建立直观的图形 这样更便于判断 拉 分 典 例 探 究 综合应用 例 要点 杠杆分类 筷子是我国劳动人民的伟大发明 用筷子夹菜时 筷子可以看成杠杆 它的动力是 对 的作用 阻力是 对 的作用 一般来说 筷子是动力臂 阻力臂的 杠
13、杆 精析 杠杆的动力和阻力指的都是杠杆受到的力 所以动力是手指对筷子的作 用 阻力是菜对筷子的作用 确定筷子这个杠杆动力臂和阻力臂的关系 需要找到 支点 支点在筷子的上端 动力臂小于阻力臂 因此筷子是一个费力杠杆 解答 手指 筷子 菜 筷子 小于 费力 归纳 演绎 对于类似的实际中使用的杠杆 要善于从实际的工具中抽象出具 体的杠杆模型 在确定杠杆的几个要素时 要抓住研究对象是杠杆 然后根据定义 进一步分析 例 要点 杠杆 如下图所示各机械的使用都应用了杠杆原理 请你画 出它们在使用时的杠杆示意图 并指出其中的支点 动力臂 阻力臂 第一节 科学探究 杠杆的平衡条件 一心定而事得 武则天 名言大观
14、 精析 画杠杆示意图是探究杠杆的重要方法 是实物杠杆的科学抽象 是物理 学的书面语言 只有正确画出杠杆示意图 才能进一步探究杠杆问题 画杠杆示意 图的步骤如下 画出杠杆 用粗线条把杠杆的主要形态画出来 不要画实物外形 找出支点 设想杠杆转动 在杠杆转动时找出支点 可用 表示 也可用 表示 并标出字母 O 标出两力 根据杠杆的转动方向 判断动力 阻力的方向 并用 力的示意 图 表示动力F 阻力F 动力和阻力的作用点均应画在杠杆上 作出两臂 用三角板的一条直角边与力的作用线重合 让另外一条边通过 支点 从支点向力的作用线 必要时可正向延长或反向延长 画垂线 力的延长线画 虚线 按比例画出力和力臂
15、点要清 线要明 并用大括号括出动力臂和阻力臂 分 别用字母l l 表示 解答 如下图所示 归纳 演绎 杠杆是从具有复杂的机械外形的生活用品中抽象出的理想模型 它的外形可以多种多样 但其本质都是一根可以绕固定点转动的硬棒 如剪刀上的 半圆形手柄是为操作方便设计的 对探究杠杆无实际意义 作图时完全可以忽略 掉 在做杠杆模型图时 确定支点很关键 正确的方法是在转动中找出支点 固定 点 而不是想当然 画力臂时 先从力的作用点沿力的方向画一条直线 或者从力 的作用点向力的反方向画一条直线 这条直线要画成虚线 从支点到力的作用线的 距离就是力臂 例 要点 杠杆平衡 如图所示的弯曲杠杆A B C D C是支
16、点 在D点挂 一个重物 在A点分别施加三个外力使杠杆平衡 F 沿杆B A方向 F 与杆B A垂 直 F 沿与C A垂直的方向 下列说法中正确的是 年级 下 第十章 机 械 春雨金语 天才就是勤奋 知识在于积累 A F 最小B F 最小 C F 最小D 三个力一样大 精析 当杠杆平衡时 动力 动力臂 阻力 阻力臂 现将绳对杆的拉力看成 是阻力 阻力臂为C D 在D点挂上重物后 阻力与阻力臂的乘积为一个定值 判断 动力F F F 哪个力最小 可分析这三个力的相应力臂 最大力臂所对应的力最 小 根据力臂的概念 F 的力臂为C B F 的力臂为C E F 的力臂为C A 三个力臂 中 C A最大 C B最小 由此可知 三个力中F 最小 F 最大 故答案为C 解答 C 分析 对比 要想使杠杆平衡时施加的动力最小 必须动力臂最长 选择杠杆 上离支点最远的点作为动力的作用点 以支点和动力作用点的连线作为力臂 即为 最长的力臂 动力的方向垂直于力臂 也就是说 与支点和作用点连线垂直的力 最小 探究创新 例 要点 杠杆的平衡 探究杠杆的平衡条件 如图所示 若杠杆在使用前左端低 右端高 要使它在水平位置平
