仪征市实验中学暑期初三物理自学材料(一)杠杆、滑轮.doc

第十一章第十一章 简单机械和功简单机械和功 第一节第一节 杠杠 杆 杆 第一课时 第一课时 班级班级 学号学号 姓名姓名 得分得分 导学目标导学目标 1 能从现实生活中感受杠杆 理解力臂 会画有关杠杆受力的力臂 2 会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题 导学内容导学内容 1 定义 一根 棒 在力的作用下如果能绕着固定点 这根硬棒叫做杠杆 可 见 杠杆是由硬棒和支点组成的 棒可以是直的 也可以是弯的 但必须是硬的 2 五要素 支点 杠杆绕着转动的 用 O 表示 动力 使 的力 用 F1表示 阻力 的力 用 F2表示 动力臂 从 到 的距离 用 L1表示 阻力臂 从 到 的距离 用 L2表示 其中 不论动力和阻力 都是杠杆所受的力 即杠杆是受力物体 力臂是从支点到力的作用线不论动力和阻力 都是杠杆所受的力 即杠杆是受力物体 力臂是从支点到力的作用线 的垂直距离 不能理解为支点到力的作用点的长度 且力臂不一定在杠杆上 的垂直距离 不能理解为支点到力的作用点的长度 且力臂不一定在杠杆上 3 画力臂的步骤 确定支点确定支点 确定力的作用线确定力的作用线 过支点到力的作用线作垂线过支点到力的作用线作垂线 标垂足 定力臂标垂足 定力臂 4 学法指导 学法指导 如何画出撬图钉的杠杆示意图呢 作图步骤如下 教材图 11 3 1 画出杠杆 用粗线条把杠杆主要形态画出来 不要画实物外形 2 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 3 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 F1 阻力 F2 动力和阻力的作用点 均应画在杠杆上 4 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 作出 动力臂和阻力臂 并用大括号括出动力臂和阻力臂 分别用字母 l1 l2表示 力臂常用虚 线画出 典型例题典型例题 例例 1 1 如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图 请作出图中杠杆 ABC 以及 A B C 的动 力臂和阻力臂 例例 2 2 如左图所示是活塞抽水机的摇柄 AOB 是一杠杆 在图中作出阻力 F2及动力臂 L1 例例 3 3 在右图所示中 画出作用在 开瓶起子 上动力 F1的力臂和阻力 F2的示意图 小结小结 1 力臂是指对杠杆的力臂 因此动力和阻力的作用点作用点应标在杠杆上在杠杆上 2 动力和阻力使杠杆的转动效果相反 练习巩固练习巩固 1 如图 6 所示 O 为杠杆的支点 请作出力 F1和 F2的力臂 L1和 L2 O 2 如图 7 轻质杠杆 OA 可绕 O 点转动 在 B 处吊一重物 请在图中画出杠杆所受的动力 和阻力及动力臂和阻力臂 3 画出下面左图所示杠杆力 F1 和 F2 的力臂 4 画出上面右图所示的扳鱼网的杠杆示意图 并标出动力和阻力臂 F1 F2 图 6 图 7 O A B F1 图 8 B O A 5 找出用开瓶扳手打开瓶盖时的支点 动力 阻力 并画出动力和阻力的方向 图 2 6 如图 2 所示 O 是杠杆 OA 的支点 在图中画出拉力 F1和 F2的力臂 l1和 l2 7 作出下图 3 的闸刀使用中的两个力臂 并标明 L1和 L2 图 4 图 5 8 画出图 4 中动力 F1的力臂 9 如图 5 所示 用力 F 踩汽车刹车踏板 请画出此力对支点 D 的力臂 10 如图 7 试画出缝纫机脚踏板所受动力 阻力的力臂 11 图 8 是安装在安全文明小区进出口的栏杆 栏杆是一根粗细均匀的圆木杆 示意图 当在 A 处施加一个压力 F 时 可将栏杆拉到如图所示位置 请在图中画出此时压力 F 的 力臂 L1 和重力 G 的力臂 L2 图 3 图 7 12 画出图4 1 6中各力对支点的力臂 13 补齐图中剪刀实线部分的阻力和阻力臂 见图 4 2 7 所示 14 在图 9 中画出小锤所受阻力 F2以及动力 F1的力臂 15 甲为办公用的裁纸刀 乙为其示意图 根据裁纸刀所受动力 F1 的方向及阻力 F2 的 力臂 l2 画出动力 F1 的力臂 l1和阻力 F2 你有哪些收获你有哪些收获 图 9 第十一章第十一章 简单机械和功简单机械和功 第一节第一节 杠杠 杆 杆 第二课时 第二课时 班级班级 学号学号 姓名姓名 得分得分 导学目标导学目标 1 能从现实生活中感受杠杆 理解力臂 会画有关杠杆受力的力臂 2 会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题 导学内容导学内容 1 平衡条件 杠杆平衡是指杠杆 或 实验证明 杠杆的平衡条件是 表示为 F1 L1 F2L2 即 杠杆平衡时 1 2 2 1 l l F F 力和力臂成 比 即力臂越长 力就 2 研究杠杆平衡条件的实验 教材图 11 4 实验目的 研究杠杆在什么条件下平衡 实验器材 杠杆和支架 钩码 刻度尺 线 实验步骤 调节杠杆两端的螺母 使杠杆平衡 在杠杆两边挂上不同数量的钩码 调节位置 使杠杆重新平衡 把支点右边的钩码重当作动力 F1 支点左边的钩码重当作阻力 F2 用刻度尺量 出动力臂 L1和阻力臂 L2 将各数值填入表格中 改变钩码的个数 再做两次 将结果填入表中 求出各次实验中 动力 动力臂和阻力 阻力臂的值 加以比较 实验时 应注意以下几点 调节杠杆自身 使它静止时处于水平位置 每次都要求 杠杆静止时处于水平位置 这样力臂的数值就能杠杆上直接读出 实验数据 次数F1 NL1 cmF2 NL2 cm 1106106 2106203 G 10 牛 O 3106302 实验结论 F1 L1 F2L2 杠杆平衡条件 动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 杠杆平衡原理也可写成 阻力臂 动力臂 动力 阻力 即 2 1 1 2 F F 3 三种杠杆 费力杠杆 动力臂小于阻力臂 即 L1 F2 即动力大于阻力 杠杆为费力杠杆 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂 即 L1 L2 因为 F1 L1 F2L2 所以得到 F1 F2 即动力等于阻力 杠杆为等臂杠杆 省力杠杆 动力臂大于阻力臂 即 L1 L2 因为 F1 L1 F2L2 所以得到 F1 F2 即动力小于阻力 杠杆为省力杠杆 4 现在来看看生活中常见的一些杠杆分别属于那种杠杆 瓶起子 省力 筷子 费力 镊子 费力 钳子 省力 钢笔写字 费力 钓鱼杆 费力 铡刀 省力 指甲刀 省力 起钉锤 省力 天平 等臂 增强认识 增强认识 1 通过对三种杠杆的分类认识 我们可以发现 省力杠杆虽然省了力 但动力移动的距离却比阻力移动的距离大 即省了力却费了距离 同样 费力杠杆虽然 费了力 但动力移动的距离却比阻力移动的距离小 即费了力却省了距离 2 省力杠杆的好处是用很小的力就能获得很大的力 因此省力杠杆在生 产和生活中应用十分广泛 那么费力杠杆要有很大的力才得到很小的力 是否就没有用 了呢 不是 用费力杠杆我们可以省去很多的距离 典型例题典型例题 例例 1 1 如图所示 在拉力 F 的作用下 杠杆保持平衡 现将拉力 F 的作用方向移至如图位置 则力将如何变化 分析 F 变向后 动力臂减小 根据 F1 L1 F2L2 可知 L1变小 F1变大 例例 2 2 取一根粗细均匀的铁丝 在中点用细线悬挂起来 铁丝刚好平衡 若把它的右半段 对折起来 那么它是否还能保持原来的平衡状态 分析 两侧力的大小不变 右侧力臂变小 所以不能保持平衡状态 例例 3 3 在 探究杠杆平衡条件 实验中 1 实验前 先把杠杆的中点支在支架上 调 节 两端的平衡螺母 使杠杆在 位置平衡 图中杠杆上每格距离相等 F F 2 实验中 改变支点两侧的钩码位置和个数 一般要做三次实验 得到三组数据并进 行分析 这样做的目的是 3 如右图所示 杠杆处于平衡状态 如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的 钩码后 杠杆 保持平衡 选填 能 或 不能 练习巩固练习巩固 1 下列工具中 镊子 羊角锤 铡刀 4 理发剪刀 5 裁衣剪刀 6 天平 7 大扫帚 8 筷子 9 剪铁皮的剪刀 10 道钉撬 11 火钳 12 起重机 的起重臂 13 撬棒 14 汽车的脚踏板 其中属于省力杠杆的是 属于 等臂杠杆的是 属于费力杠杆的是 填序号 2 在 探究杠杆平衡条件 的实验中 将杠杆中点支到支架上后 发现右端比左 端低 这时 应将右端螺母向 边调 使杠杆在 位置平衡 在实验中 若保持钩码的只数和位置不变 使弹簧测力计由竖直向下拉改为斜向下拉 则弹簧测力 计的示数将 填 变大 变小 或 不变 3 用一根杠杆撬一块质量 t 的石头 如动力臂是 160cm 阻力臂是 20cm 则至少要用 的力才能把石头撬动 4 常言道 磨刀不误砍柴功 小小秤砣压千斤 前者说的是减小受力面积可以增大 来提高砍柴的工效 后者可以用 来解释 5 两个小孩坐在跷跷板上 恰好处于平衡 此时 A 两个小孩重力一定相等 B 两个小孩到支点的距离一定相等 C 两个小孩质量一定相等 D 两边的力臂与小孩重力的乘积相等 6 如图所示 把一根均匀的米尺 在中点 O 支起 两端各挂四 个钩码和两个钩码 恰好使米尺平衡 按下列方式增减钩码或移 动钩码 下列几种方式仍能保持米尺平衡的是 A 两边各加一个钩码 B 两边钩码各向外移动一格 C 左边增加一个钩码 右边向外移动一格 D 左右两边的钩码各减少一个 7 如图所示轻质杠杆 O 上悬挂着一重物 O 为支点 在 端 用力使杠杆平衡 下列叙述正确的是 此杠杆一定是省力杠杆 沿竖直向上用力最小 此杠杆可能是省力杠杆也可能是费力杠杆 沿杠杆 O 方向用力也可使杠杆平衡 8 一根杆秤 因秤砣磨损一部分 用它称得的质量比被称物体的真实质量 偏大 偏小 不变 条件不足 无法判断 9 如下图所示 杠杆 AB 分别在 F1 F2或 F3作用下保持静止 A 为支 点 则关于三个力下列的说法中正确的是 A F1最小 B F2最小 C F3最小 D 三个力一样大 10 一根轻质杠杆 在左右两端分别挂上 200N 和 300N 的重物时 杠杆恰好平衡 若将 两 边物重同时增加 50N 则杠杆 A 左端下沉 B 右端下沉 C 仍然平衡 D 无法确定 11 如图所示是一侧带有书柜的办公桌 现在要用一个最小的力将其一端稍抬离地面 请画出这个力的方向和这个力的力臂 并用 O 标明这个 杠杆 的支点 12 如图所示 O 为杠杆 AC 的支点 在 B 处挂一小球 AO OB BC 为使杠杆在水平位 置平衡 画出施加在杠杆上最小动力 F1的力臂 L1 并标出 F1的方向 13 在 探究杠杆的平衡条件 实验中 应先调节杠杆两端的平衡螺母 使杠杆在 位置平衡 这样做是为了便于测量 如发现杠杆左端偏高 则可将右端的平衡 螺母向 调节 或将左端的平衡螺母向 调节 上图是小明同学三次实验的情景 实验时所用的每个钩码重 0 5N 杠杆上每一格长 5cm 部分实验数据已记录在下表中 实验次数动力 F1 N动力臂 L1 cm阻力 F2 N阻力臂 L2 cm 11 5101 212010 31201 510 1 请将表格中的实验数据补充完整 2 小明的第 3 次实验存在错误 其错误是 14 过去农村用的舂米工具是一个杠杆 下图是它的结构示意图 O 为固定转轴 在 A 端 连接着石球 脚踏 B 端可以使石球升高 抬起脚 石球会落下击打稻谷 若石球重 50N 要将石球抬起 脚至少用多大竖直向下的力 摩擦和杠杆自重均忽略不计 BC A O 你有哪些收获你有哪些收获 第十一章第十一章 简单机械和功简单机械和功 第二节第二节 滑滑 轮轮 班级班级 学号学号 姓名姓名 得分得分 导学目标导学目标 1 初步认识定滑轮和动滑轮 了解这两种滑轮在生活和实际中的应用 2 明确定滑轮和动滑轮的实质是变形杠杆 3 知道定滑轮和动滑轮组合在一起使用可以组成滑轮组 达到既省力又能改变力的方 向的目的 4 通过本节的学习 初步了解透过现象看本质的思想方法 导学内容导学内容 1 定滑轮 结构特点 工作过程中滑轮的轴 实质是一个 杠杆 如 图甲所示 因为 L1 L2 所以 F1 F2 动力作用点移动的距离等于被提或物体升高 的高度 使用定滑轮不省力 但是可以改变 2 动滑轮 结构特点 工作过程中滑轮的轴随被拉动的物体一起 实质是一 个 的杠杆 如图乙所示 因为 L1 L2 所以 F1 F2 动力作 用点移动的距离等于被提升高高度的 使用动滑轮能 但不能 3 滑轮组 滑轮组是由 和 组合而成 使用滑轮组时 滑轮组用几段 绳子吊着物体 提起物体所用的力就是动滑轮和重物总重的 动力作用点移 动的距离就等于物体提升高度的 即 F s n h 使用滑轮组拉动物体G n 1 时 既能 又可能改变 典型例题典型例题 例例 1 如图示为 滑轮 用它提升重为 100N 的物体 则 F1 N F2 N F3 N 例例 2 如图所示 物体重 180N 绳重和摩擦不计 在拉力 F 的作用下 物体匀速上升了 2 米 求 1 不计动滑轮重 求拉力 F 2 若动滑轮重 20N 求拉力 F 3 绳自由端 F 处 上升的距离 例例 3 如图九所示 重为 50N 的物体在力 F 的作用下 以 F3 F1 F2 图 7 12 2m s 的速度在水平地面上做匀速直线运动 若物体与水平地面之间的摩擦力 f 为 20N 不绳的摩擦 求 1 拉力 F 2 绳自由端移动的速度 例例 4 4 在图七所示的各滑轮组中 均不计滑轮质量及转动摩擦 所挂重物均为 G 则其中 拉力最小的是 小结小结 练习巩固练习巩固 1 如图 1 物体重 10N 且处于静止状态 该滑轮是 滑轮 手拉弹簧测力计在 1 位置时的示数为 N 若手拉弹簧测力计在 1 2 3 三个不同位置时的拉力分别是 F1 F2 F3 则它们的大小关系是 F1 F2 F3 这证明使用定滑轮不能改变 力的 只能改变力的 2 如图 2 所示用滑轮使物体沿水平地面做匀速直线运动 已知物重为 40 N 它受到的摩 擦力为 10 N 则所用的拉力是 N 不计动滑轮重与摩擦 3 如图 3 所示 在水平地面上的物体 A 在拉力F的作用下向左匀速运动 已知物体 A 受 到的摩擦力为 30 N G 100 N 则绳子对 A 的拉力 F N 作用在绳子自由端的 力 F N 4 如图所示的是用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 用这个滑轮组提升重为 300 牛的重物 忽略滑轮组和绳子 重及摩擦 1 在图甲上画出当动力 F 150 牛时绳子绕法 2 在图乙上画出当动力 F 100 牛时绳子的绕法 5 使用如图 11 3 6 所示的装置来提升物体时 既能省力又能改变力的方向的装置是 图 1图 2图 3 6 如图 4 所示的滑轮组 不计拉线质量及滑轮转动摩擦 重物 G 100N 每一个滑轮重 20N 当绳自由端拉力 F 竖直向上大小为 30N 时 重物 G 对地面的压力为 N 拉力 F 为 N 时 恰能让重物 G 匀速上升 若重物 G 能以 0 1m s 的速度匀速上升 则绳自由 端向上运动速度为 m s 5 如图 5 所示 不计动滑轮的质量及转动摩擦 当竖直向上的力 F 10N 时 恰能使重物 G 匀速上升 则重物 G N 绳固定端拉力为 N 重物上升 10cm 力 F 向上移动 cm 6 用如图 6 所示的滑轮组提升物体 以及已知物体重 200 牛 物体匀速上升 1 米 不计 滑轮组重及摩擦 则 A 拉力为 80 牛 B 拉力为 40 牛 C 绳的自由端拉出 4 米 D 绳的自由端拉出 1 米 7 旗杆顶上的滑轮 其作用叙述正确的是 A 省力杠杆 可改变力作用方向 B 费力杠杆 可改变力作用方向 C 等臂杠杆 可改变力作用方向 D 以上说法都正确 8 用 一动 一定 组成的滑轮组来匀速提升重物时 所需要的力与不使用滑轮组直接 提升重物时相比较 最多可省 A 1 3 的力 B 1