《初三物理学案：简单机械运动和功》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初三物理学案：简单机械运动和功（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章、简单机械和功一、杠杆学习要求1.知道什么是杠杆，能从常见的工具中认出杠杆。2.通过观察和实验了解杠杆的结构，熟悉有关杠杆的名称：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。3.理解力臂的概念，会画杠杆的动力臂和阻力臂。4.经历探究杠杆平衡条件的过程，理解杠杆平衡的条件，并能用它分析解决简单的有关杠杆平衡的问题。5.知道杠杆的种类以及各种杠杆的特点。6.知道杠杆在实际生活中的应用。7.通过了解杠杆的应用，进一步认识物理学是有用的，提高学习物理的兴趣。学习指导1力臂的概念。力臂是本节的难点。对力臂的理解，注意以下几点：（1）力臂是指支点到力（动力或阻力）作用线的距离，而不是从支点到力的作用点的距离
2、。（2）当作用在杠杆上的力的方向改变时，其力臂的大小一般也将发生改变。（3）力臂不一定在杠杆上，如图所示 （4）若力的作用线过支点，则它的力臂为零。F2L2L1F1O（5）画力臂三步骤：找支点、画出力的作用线、作支点到力的作用线的垂线（有时需要将力的作用线进行正向或反向延长）。2经历探究杠杆平衡条件的过程是本节学习的重点，探究的过程中要注意以下几点：（1）设计实验方案选取实验工具写出实验步骤设计记录数据的表格等（2）调节杠杆水平平衡时，依照“右高右旋，左高左旋”的方法，即杠杆右边高则螺母向右移，杠杆左边高则向左移，直至杠杆水平平衡。注意杠杆水平平衡一旦调好，不得随意再旋转平衡螺母，否则会影响实
3、验结果。（3）实验中，每次改变动力、阻力、动力臂、阻力臂后都要使杠杆保持水平平衡，这样动力臂和阻力臂都可以直接读出。动力臂和阻力臂的长度单位不一定要用米，只要两个力臂的长度单位统一就可以了。3根据已学过的杠杆知识，注意观察生活中各种形状的杠杆，如指甲剪、钓鱼竿、剪刀、筷子、天平、独轮车等。并能按照动力臂与阻力臂长短的关系分析和判断是省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆。根据杠杆平衡条件，生活中使用时要注意两点：（1）要省力就要多移动距离；（2）要省距离就要费力，省力又省距离的杠杆是没有的。曲型范例例1关于力臂,下列说法k 正确的是（ ）A从动力作用点到支点的距离叫做动力臂B力臂就是杠杆的长度C从支点
4、到阻力作用线的距离叫做阻力臂D力臂一定在杠杆上 LFAOFO精析：力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，而不是“点”到“点”的距离。力臂不一定是杠杆的长度，也不一定在杠杆上。如图所示。（图删去）全解：应选（c）点评：力臂是从支点到力的作用线的距离。如图（a)、（b)所示，虽然力的作用点A相同，但力的方向不同，画出力臂也不同。例2张华和爸爸在公园玩跷跷板，张华重250N，爸爸重750N。当爸爸离跷跷板的转轴0.5m时，张华应该坐在哪里才能使跷跷板平衡？ 精析：利用杠杆平衡条件解题，首先要弄清动力、动力臂、阻力、阻力臂。本题中阻力为爸爸对杠杆的力F2=750N，阻力臂为L
5、2=0.5m,动力为张华对杠杆的力F1=250N，动力臂即为张华离转轴的距离。全解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，得L1=L2=0.5m=1.5m答：张华应该坐在离转轴1.5m处。活动与探究取一根粗细均匀的铁丝，在它的中点用线悬挂起来，铁丝恰好平衡。如把其右半段对折起来，那么它是否还能保持原来的平衡状态呢？为什么？动手做一做这个实验。思考与练习一、填空题1.我们在日常使用的工具中很多是利用杠杆知识制成的，我们分析杠杆时，首先要找到杠杆绕着转动的固定点叫 ，然后分析杠杆的受力情况，即使杠杆转动的力叫 ，阻碍杠杆转动的力叫 。2.杠杆有三类,既省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。在撬棒、天平、铡刀
6、、扳手、酒瓶起子、理发剪刀、钓鱼杆等常见杠杆中，属于省力杠杆的有 ,属于费力杠杆的有 ,属于等臂杠杆的有 。3一把杆秤自重不计，提纽到秤钩的距离是4，秤砣重为4.9N，用这样的杆秤来称量质量为2的物体，秤砣离提纽 时，秤杆平衡。4.杠杆的应用非常广泛，工具车上的起重臂就是一个费力杠杆使用它的具体好处是 。二、选择题5下图是一些日常生活中所使用的工具，其中属于省力杠杆的是( )6一根杆秤，如果秤砣被磨损掉一部分，用它称得的质量将比被称物体的实际质量（ ）A偏大 B偏小 C相等 D无法判定第7题图7园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了（ ） A增大阻
7、力臂，减小动力移动的距离 B减小动力臂，减小动力移动的距离 C增大动力臂，省力 D减小阻力臂，省力第8题图8 .人体的运动系统相当复杂，但最基本的运动形式是，骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动. 如图所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相当于杠杆，肱二头肌收缩提供动力. 由图可以看出，这是一个（ ）A费力、省距离的杠杆 B省力、费距离的杠杆 C既费力，也费距离的杠杆 D既省力，也省距离的杠杆9.一均匀杠杆A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好平衡.若钩码的质量均为50g，在A、B两处再各加一个钩码，那么：（ ）A杠杆仍平衡 B杠杆的左边向下倾C杠杆的右边向下倾 D无法确定杠杆是否平衡三、作图
8、、实验题10如图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A点. 请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图. (注意：请在图上保留为确保作图准确所画的辅助线.)第11题图OA第10题图11.在“研究杠杆平衡条件”的实验中，在如图所示的实验装置中： （1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆左端下倾，应将杠杆右端螺母向_(选填“左”或“右”)边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。 （2）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？(请设计两种方案)._ ； _ 。（3）在实验中，王亮同学猜想：杠杆平衡的条件可能是：动力动力臂阻力阻力臂。马欣同学猜想：杠杆平衡
9、的条件可能是：动力动力臂阻力阻力臂。他们共同通过实验，获得了一组数据。如下表。动力F1/N动力臂L1/阻力F2/N阻力臂L2/3663根据上表数据，他们都认为自己的猜想是对的、对方是错误的，那么你认为他们实验的验证方法存在什么问题？三、计算、论述题12如图所示，一根轻质木杆A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。 当在B点加竖直向下的力F=30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。已知OA=15cm，OB=5cm， 则重物对水平地面的压力为多少？OBAF第12题图 相关链接 能把地球举起来吗？传说，阿基米德发现了杠杆原理后，曾产生过撬动地球的假想。他在给叙拉古国国王希罗的
10、信中写道：“只要给我一个支点和立足点，我就能移动地球。”国王看信之后立即召见了阿基米德，并说：“当着众神起誓，你真的能移动地球吗？”阿基米德不慌不忙地用撬石头的例子作比喻，向国王讲了杠杆的原理，然后坦率地回答说：“不，我只是根据原理作了这样的假想。事实上，我也站不到地球以外的什么地方去，也找不到这样长和坚固的杠杆，也找不到搁杠杆的支点。”国王弄懂了这个道理，很高兴。二、滑轮学习要求1.通过观察和实验，了解滑轮的结构，能区别定滑轮和动滑轮2.理解滑轮的工作原理，会用这一原理对有关问题进行简单的计算3.经历实验探究过程，了解使用定滑轮和动滑轮的特点：定滑轮不省力，但能改变力的方向；动滑轮省力，但不
11、能改变力的方向4.能识别生活和生产中常见的滑轮5.了解滑轮组的特点：既可以省力又可以改变力的方向。学会组装简单的滑轮组，体验设计制作的乐趣。6.了解轮轴的工作原理和斜面可以省力的原因7.通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用学习指导1通过对定滑轮和动滑轮的杠杆变形分析，理解定滑轮不省力而动滑轮省一半力的结论。如图(a)所示是一个定滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮静止不动，定滑轮的轴心为支点（支点不动），动力、阻力作用点分别在绳子与轮相切的圆周边缘。显然，动力臂、阻力臂都等于圆的半径，根据杠杆平衡条件，故F=G，即不省力。(b)(a)FGBAFGOA如图(b)所示是
12、一个动滑轮的杠杆变形示意图。假定在某一瞬间滑轮也静止不动。支点在一边绳子与轮相切的位置，支点上下移动，而动力作用点在绳子与轮相切的另一边，阻力的作用点在轴心。显然动力臂为阻力臂的两倍，故依据杠杆平衡条件F=1/2G，即省一半力。2 使用滑轮组要注意几个问题（1）区分“最方便”和“最省力”的含义。“方便”是指人站在地上用力向下拉绳子，既省力又方便；而“最省力”是指尽量多地增加动滑轮上相连的绳子的股数。（2）滑轮组一般是省力的，省力的多少是由吊起（或承担）动滑轮的绳子股数决定的。（3） 设拉力移动距离为s，拉力移动的速度为v，重物上升的高度为h，重物上升的速度为v物，则存在以下关系s=nh,v=n
13、v物，n为动滑轮上绳子的股数。（4）滑轮组绳子的绕法是各种各样的，其绕法也是本节的一个重点。由关系式F=G，当n为奇数时，绳子在动滑轮上打结开始绕；当n为偶数时，绳子在定滑轮上打结开始绕，也就是按“奇动偶定”的方法绕绳子。(如下图所示) 曲型范例例1图中给出两组滑轮组（a）、（b），若它们分别提起同一重物，请画出其中最省力的一组滑轮组的绕绳方法.(不计滑轮重、绳重及摩擦)(a)(b)精析：“省力”就是在动滑轮个数相同时，尽量采用绳子与动滑轮相连股数较多的方法；或在动滑轮个数不同时选用动滑轮多的一组，因此，应选用（b）组滑轮组。全解：如图（c）所示点评：本题考查了两个知识点，一是滑轮组的省力多少是由绕过动滑轮的绳子的股数决定的；二是装配滑轮组。例2用如图所示滑轮组匀速拉动重1000N的物体A，所用拉力F=100N。绳子自由端移动速度为0.2m/s.求物体与地面之间的摩擦力f和2秒内物体移动的距离。（不计滑轮重和轮和轴之间的摩擦）精析：绳子自由端移动的距离s与物体移动的距离s的关系为s=n s，绳子自由端移动的速度v也等于物体移动速度v的n倍，即v=nv。全解：设n是动滑轮上绳子的股数，f为物体与水平平面之间的摩擦阻力。本题中，n=2，由F=f得f=nF=2100N=200N物体移动的速度v=0.1m/s2s内物体移动的距离S=vt=0.1m/s2s=0.2m.点评：绳
