杠杆平衡应用.ppt

第四课时 杠杆平衡的应用 采荷中学教育集团严国忠2011年9月16日 杠杆平衡的应用应该在知识上和能力上有哪些准备 知识上的准备 1 杠杆的定义2 杠杆的九要素3 杠杆的分类 省力 费力 等臂 4 杠杆的平衡现象5 杠杆平衡条件6 数学知识 能力上的准备 1 能在具体情景中找到杠杆 2 能作出杠杆的示意图 3 能运用杠杆平衡条件的数学表达式进行分析 例1 如图是铁道检修工用的道钉撬 有关尺寸见图 若在A点竖直向下作用200牛的力 道钉撬对道钉会产生多大的力 如果还不能将道钉撬出 在保持手的作用力和作用点不变的情况下 采用什么方法可以增大对道钉的作用力 阅读题目的文字和图像你获得了哪些信息 已知 1 200牛L1 1 2米L2 6厘米求 F2 解 答 道钉撬对道钉能产生4 103牛的力 问题2 为什么使F1的方向与撬棒垂直 就可以使L1取值最大 需要运用哪些知识来解答 答 使F1的方向与撬棒垂直时 L1取值是直角三角形A0C的斜边LOA 而原来竖直向下施力时L1取值是直角三角形A0C的直角边LOC 因为直角三角形的斜边一定大于直角边 使F1的方向与撬棒垂直时 就可以使L1取值达到最大 C 用到的知识是 力臂的定义 杠杆平衡条件 数学知识 直角三角形的斜边一定大于直角边 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 B端绳子的拉力F与A端重力G相比 A F G B F G C F G D 无法比较 提示 A B C D 想一想 图中的等臂杠杆处于水平位置并静止 B端绳子的拉力F与A端重力G相比 A F G B F G C F G D 无法比较 A B C D 方法 先画出力臂 再进行判断 什么时候F最小 为多少 F1 例2 一根粗细均匀的铁条 在其中点处用细悬挂起来 铁条处于水平平衡 请用两种方法解释这个现象 右端向内弯曲后 铁条右端重心靠拢支点移动 右端作用力的力臂L2变短 导致左端力F1与力臂L1乘积大于右端力F2与力臂L2乘积 所以左端下沉 若将右端向内弯曲 如图 铁条还能保持水平平衡吗 说明理由 例3 小张和小李为班级去仓库抬纯净水 假设一桶纯净水是20升 竹杠的长度是1 5米 小张和小李的肩分别抬在竹杠的两端 纯净水挂在离小张0 5米处 问小张和小李的肩分别受到多大的压力 桶和竹杠的重力忽略不计 省力杠杆能不能省功 动力在做功过程中消耗的能量转化成了什么形式的能 省力杠杆要费距离 所以不能省功 动力做功时 消耗的化学能转化为机械能 和内能 杠杆使用过程中的能量转化 思考与分析 如图所示 杠杆AC可绕支点O自由转动 在B点挂一重为G的物体 1 为使杠杆平衡 应在杠杆上的哪个点施加一个什么方向的作用力 能够使所用的作用力最小 该最小的作用力与物重的比值是多少 2 在什么范围内施加一个力 使这个作用力小于物重 在什么范围内施加一个作用力 使这个力大于物重 9 画出图中作用在A点最小的力的方向 10 在一直径是100厘米 质量是40千克的均匀圆柱体放在水平地面上 靠在10厘米的台阶边 如图所示 为使它滚上台阶 那么在圆柱体边缘的哪一点 沿什么方向施力时 才能使用力最小 在图上画出此力 并求出此力的大小 11 如图所示 杠杆两端分别挂甲 乙两实心铝块 杠杆平衡 若 1 把它们都向支点移相同的距离 2 把它们都背着支点移相同的距离 3 把它们各去掉相同的质量 4 给它们各增加相同的质量 5 将它们同时浸没在水中 6 将甲浸没在水中 乙浸没在酒精中 则杠杆是否继续保持平衡 动动脑 1 现在有一根约30多千克的均匀铁棒 一杆最大称量为20千克的杆秤 在学过杠杆的平衡原理之后 你能想出一个办法用这杆秤来称量铁棒的质量吗 o 2 传说中山神庙的老和尚让他的三个弟子到山下去挑水 但徒弟们都很懒 你推我 我推你 谁也不想下山 无奈之下 老和尚就叫他们三个一起下山去抬水 但到了山下 他们犯难了 如何能三个人一起抬一桶水 每个人既不吃亏又不占便宜呢 你帮忙想个办法给他们出出主意 14 如图所示 硬质均匀木条OA的长为80厘米 左端与竖直墙壁连接 可以绕O点自由转动 木条的A端以细绳悬于B点 木条恰好水平 且AB与木条垂直 一个质量为800克的小物块M在木条上从O点以v 0 2米 秒的速度向右作匀速运动 经2 5秒到达C点时 细绳恰好断裂 则细绳能承受的最大拉力是 牛 木条质量及物块的体积大小均可忽略不计 15 如图所示 一支均匀的直尺放在水平桌面上 一端伸出桌面 已知伸出桌面的部分是全尺的1 3 当在B端挂一5牛的重物时 直尺的A端刚刚开始翘起 则此木尺的重量是 牛 16 如图所示 在杠杆AB的中点O处挂一个重物G 杠杆B处受一个水平方向力F的作用 绕A点沿图示方向转动 当杠杆匀速转动时 力F将 填 变大 变小 或 不变 17 杆秤是我国常见的称量工具 为了研究杆秤的刻度是否均匀 取一把刻度尺来研究 在最左端加上配重 使刻度尺的重心G0距提纽O左边L0的地方 如图所示 用质量为m1的钩码做秤砣 把它挂在离提纽O为x的地方 逐次增加待测物体的质量mx 调节秤砣的位置 使刻