杠杆和滑轮汇总

个性化教学辅导教案学科：物理 任课教师： 授课时间：2014 年9月20日(星期日) 9：3011：30姓名年级初三 性别女教学课题 杠杆和滑轮教学目标知识点：杠杆和滑轮考点：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。4、理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用；5、理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图。 方法： 理解相关的概念，在做题中学会运用。重点难点重点：杠杆、杠杆的平衡条件、滑轮、滑轮组、根据要求设计滑轮组难点：杠杆力臂的画法；分清省力、费力、等臂杠杆；滑轮及其应用课前检查作业完成情况：优 良 中 差 建议_课堂教学过程第1节 杠杆知识点一、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)【例题】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【总结】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。【练习】1、关于力臂，下列说法不准确的是（ ）A 力臂一定在杠杆上 B 支点到动力的作用线的距离叫动力臂C 支点到阻力的作用线的距离叫阻力臂 D力的作用线通过支点，这个力的力臂为零2、如图所示是撬石头的撬棒，它的支点是_点，动力是_，它是杠杆转动的力。阻力是_，它是_杠杆转动的力，动力臂是_，阻力臂是_。因为撬棒的动力臂_阻力臂，所以撬棒是_杠杆。 练习2 练习43、关于力臂，下列说法正确的是 ( ) A力臂一定在杠杆上 B力的作用线通过支点时，力臂为零 C从支点到力的作用线的距离叫阻力臂 D杠杆越长，力臂越大4、酒起子也是个杠杆你注意了吗?用酒起子起酒瓶盖时，起下来的瓶盖有时会发生变形，有时不发生变形如图所示，用起子起瓶盖时，假设瓶盖没有从B点发生明显弯折，那么这个杠杆的支点是( ) AA点 BB点 CC点 DD点【例题】如图所示，轻质杠杆的支点在O点，在杠杆A点用力F1竖直向上拉。请画出拉力F1的力臂和作用在杠杆上阻力F2的示意图。【总结】画力臂的步骤：首先在杠杆的示意图上，确定支点O，再从支点O向力的作用线作垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂。力臂用虚线表示，支点到垂足用大括号勾出，并用字母L1表示是动力臂。注意力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，不要错误地理解为从支点到力的作用点的距离。【练习】1、如图所示，杠杆AO在力F1、F2的作用下处于静止状态，L1是力F1的力臂，在图中画出力F1。 2、下图所示的杠杆中，动力的力臂用表示，图中所画力臂正确的是( )3、在下图中，画出各力的力臂。 4.在下图的两个图中，画出各力的力臂. 5.如图所示，杠杆的B端挂一重物，在A点施加一个最小的力，使杠杆平衡在图中所示的位置上，试画出这个力的示意图.6.如图所示,画出作用在“瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图。 7.如图所示,O是杠杆OA的支点, 画出图中拉力F1和F2的力臂L1和L2。8.如图所示,作出图示闸刀使用中的两个力臂,并标明L1和L2。9、如图所示,画出图中动力F1的力臂。10.如图所示,是一种常见的活塞式抽水机的示意图,请画出支点O和力F1和F2的力臂。 11.图所示,是锅炉的保险阀,请在图上标出杠杆的支点O、蒸汽产生的动力F1及动力臂Ll。12.如图所示,请画出钓鱼杆的阻力臂。 13.如图所示,作出力F的力臂。14.如图所示,在图中画出力F1和2 的力臂。 15.如图所示,工人师傅用吊车搬运集装箱;集装箱重G =2104N,支撑杆对吊车臂的支持力为F;在图中画出集装箱所受重力的示意图和支持力F对转动点O的力臂。16.如下图甲所示的钢丝钳,其中A为剪钢丝处,B为手的用力点,O为转动轴;图乙为单侧钳柄及相连部分示意图,请在图乙中画出剪钢丝时的动力F1、阻力F2、动力臂L1、阻力臂L2 。 17.画出使杠杆AB在图示位置静止时,所施最小力F的作用点及方向。18.如图所示,用一根硬棒撬一个大石块,棒的上端是动力作用点。在图上标出:当动力方向向上时,杠杆的支点;当动力方向向下时,杠杆的支点。在图上画出:撬动石块所需动力为最小值时其方向。 知识点二、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，或写为：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：L1L2，F1F2。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。但是实际工作是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：L1L2，F1F2。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： 杠杆种类构造特点应用举例优点缺点省力杠杆L1L2省力费距离钳子、起子费力杠杆L1L2省距离费力钓鱼杆、理发剪刀等臂杠杆L1=L2改变力的方向天平、翘翘板注意：没有既省力、又省距离的杠杆。【例题】小明在做“研究杠杆平衡条件”实验时进行了如下实验步骤：把杠杆的中点支在支架上；把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的位置使杠杆平衡；记下两边钩码的重量,并用尺量出它们的力臂,分别填入实验数据的表格内；改变力和力臂的数值,做三次实验；求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值。(1)请你指出小明在哪一步前漏掉了一个重要的步骤，这个步骤是：_。(2)由此实验结果可知:如果实验中所用钩码质量都相同，在如图所示的杠杆B处应该挂_个钩码,才能使杠杆平衡。(3)小明记录了如下表的数据,从数据上不难看出：第_次实验数据是错误的。实验次数动力F1(N)动力臂L1(m)阻力F2(N)阻力臂L2(m)120.0440.02260.0640.09340.0360.04【总结】知道杠杆的平衡条件是：动力动力臂=阻力阻力臂；F1 L1 = F2 L2，利用公式解决问题。【练习】1.在探究杠杆平衡条件的实验时，实验前发现杠杆左端低，右端高，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节；实验时，在A点悬挂两个总重为1N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉（如图所示），使杠杆在水平位置再次平衡，则拉力应为 N，此时杠杆属于 杠杆。 2、请根据杠杆平衡条件在下面表格空白处填上适当数据。3、如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆，使其静止在水平方向上，O为麦秸秆的中点这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从O点分别向着麦秸秆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中，麦秸秆在水平方向始终保持平衡，则( ) A两蚂蚁的质量一定相等 B两蚂蚁的爬行速度大小一定相等 C两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等D两蚂蚁对麦秸秆的作用力一定相等4、在探究“杠杆的平衡条件”实验中：（1）首先，调节杠杆两端的 ，使杠杆两端在不挂钩码时，保持水平并静止，这样便于 。（2）如图所示，杠杆每格长度相同，杠杆的口处已挂着2个0.5N的钩码，要使杠杆平衡，则应在杠杆的 处，挂上 个0.5N的钩码。5、在研究杠杆平衡条件实验中：实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cmk1151.510（1）通常情况下调节两端螺母让杠杆在水平位置平衡，其好处是 （2）在调节杠杆之前，杠杆停在了如图所示的位置，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节（3）杠杆调节平衡后，在此后的实验中 （填“可以”或“不可以”）通过旋动两端的平衡螺母来使杠杆恢复平衡（4）小明仅做一次实验并记录了相关数据，如表中所示，就得出了杠杆平衡条件是：F1L1=F2L2的结论，这明显是不可靠的，原因是 6、物理实验小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量 （2）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为 N 测量序号 动力F1/N 动力臂l1/cm阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 20 2 10 2 15 1.5 20 3 5 1 15（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 （填字母）A没有改变力的大小 B没有改变力的方向C没有改变力的作用点 D实验次数较少，结论具有偶然性7、小聪估测书包重量，现有细绳、重量可忽略的长硬棒、刻度尺、一瓶 600mL 的水，空瓶的质量忽略不计（1）这瓶水的质量 m= ，重量 G= （1mL=1cm3，水的密度是1g/cm3，g=10N/kg）（2）手提细绳，如图，若硬棒水平静止在图中标示需要测量的长度（3）书包的重量约为 （用上述求得及所测得的物理量符号标示）（4）若测量中硬棒挂书包一端下沉，你有什么办法让硬棒恢复水平平衡？图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是 （ ） A撬 棒C核桃夹B羊角锤D食品夹【总结】该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力，判断杠杆的类型可结合生活经验和动力臂与阻力臂的大小关系来判断。【练习】1、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2、使用动力臂小于阻力臂的杠杆费_，但是可以省_，使工作方便。3、如图所示是安装在铁道路口的道口栏木机，当火车接近道口时，落下电动栏木机栏杆，阻挡行人和车辆通过，当火车通过后，在A处施加一个动力，可将栏杆拉起来，此时它是一根( ) A省力杠杆 B费力杠杆 C等臂杠杆 D无法确定4、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D处靠近，这样做的目的是为了 ( ) A增大阻力臂，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【例题】如图所示，用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉，加在道钉撬长柄上的力为180N，它的力臂是50cm，阻力臂长是10cm，则道钉对道钉撬的阻力是多大？【练习】1、有一个动力臂、阻力臂之比为5:2的杠杆，当阻力为500N时，动力多大？2、已知作用在某杠杆上的动力是2N，阻力是5N，阻力臂是5cm，为使杠杆平衡，动力臂长_cm，若将阻力增大2.5N，仍使杠杆平衡，不改变力臂长度，动力应增大_N。3、如图所示杠杆中O是支点，杠杆处于水平静止状态，在B点加一个竖直向上的力F120N，在右端点D处挂一重物G，已知OD0.6cm，BD0.2cm，则物重G_N。4、如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1kg，杆秤的质量忽略不计若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到提纽的距离分别为0.05m、0.2m，则被测物的质量为多少千克？ 5、如图，甲物体静止置于水平地面时，对地面的压强为P1；轻质杠杆AB的支点为O，OB=3AO，现在杠杆的A端用细绳将甲物体吊起，在杠杆的B端悬挂质量为4kg的乙物体，杠杆在水平位置平衡，此时甲物体对地面的压强为P2，且P1=3P2（g取10N/kg）求：（1）杠杆A端受到的拉力是多少N？（2）甲物体的重力是多少N？ 【例题】如图是用羊角锤撬起钉子的示意图。为了撬起钉子，分别用四个力作用在锤柄的末端，其中最小的力是（） AF1 BF2 CF3 DF4【总结】本题考查了杠杆平衡条件的应用，使用杠杆，若阻力和阻力臂一定，动力臂最大时，动力最小、最省力。【练习】1、如图所示，用一始终与木料垂直的力将木料的一端匀速提起，在这个上升的过程中，力F( )A变大 B变小 C不变 D无法确定 练习1 练习22、在电视剧三国中，有这样一个情景：一群士兵力拉动一个杠杆，会将石块抛向敌方阵营它是个_杠杆要把石块抛出去，图中作用在A点的力沿_方向最小(填“a”、“b”或“c”)第2节 滑轮知识点一、定滑轮和动滑轮周边有槽，中心有一转动轴的轮子叫滑轮，因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 在工作过程中，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮；在工作过程中，轴的位置随物体移动的滑轮叫做动滑轮。要点诠释：1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。2、动滑轮，如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 3、定滑轮和动滑轮的作用使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。【例题】关于如图中的两类滑轮甲和乙，下列说法正确的是（）A 甲能改变拉力的方向 B甲是等臂杠杆 C甲比乙省力 D甲比乙省距离 例题 练习【总结】解决此类问题要结合定滑轮和动滑轮的特点进行分析解答。【练习】如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（）A甲是动滑轮，使用时不能省力 B乙是动滑轮，使用时可以省力 C甲是定滑轮，使用时可以省力 D乙是定滑轮，使用时不能省力【例题】施工中，一工人利用如图所示的滑轮，若沿不同方向将一桶泥沙提到高处（不计摩擦），那么工人用的拉力是：（）A F1大 BF2大 CF3大 D一样大 【总结】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握。【练习】如图所示，若在不计摩擦的情况下把物体匀速向上提起，则拉力F1与F2相比较（） AF1较小 BF2较小 CF1与F2一样大 D无法确定【例题】如图用一个动滑轮提升重为20N的物体，当匀速向上拉动时，弹簧秤的示数为12N，若不计摩擦，拉力F和动滑轮的重力的大小是（） A拉力F为12N，动滑轮重4N B拉力F为20N，动滑轮重2N C拉力F为20N，动滑轮重4N D拉力F为12N，动滑轮重2N【总结】注意有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是动滑轮和物体总重的几分之一是在不计摩擦的条件下。【练习】1、如下图所示装置，用两个滑轮分别拉同一个物体在水平面上做匀速直线运动，物体重为60 N，水平面与物体间的摩擦力为20 N，不考虑其他摩擦，则F1= N，F2= N。 2、滑轮的轴 ，这样的滑轮叫定滑轮，定滑轮实质上是一个 杠杆。3、使用定滑轮 力，但能够 力的方向，给工作带来方便。4、使用时，滑轮的轴随物体（阻力）一起 ，这样的滑轮叫动滑轮，动滑轮实质是一个 杠杆。5、使用动滑轮可以 的力，但是要 的距离。6、在使用滑轮组时，动滑轮和重物（阻力）由几段绳子来承担，那么所需要的拉力就为它们的 。7、某小组同学研究动滑轮的 使用特点，他们先用弹簧测力计缓慢提起钩码，如图(a)所示，再分别用重力不同的动滑轮甲、乙、丙()缓慢提起相同钩码，如图(b)、(c)、(d)所示请仔细观察图示的操作和弹簧测力计的示数，然后归纳得出结论。 (1)比较图(a)与(b)(a)与(c)或(a)与(d)两图可得：_； (2)比较图(b)、(c)与(d)三图可得_。8、观察图中人们利用简单机械的情景其中，甲的目的是_，乙的目的是_。 练习8 练习9 练习10 练习119、小明同学按图所示的方法进行实验探究，分别得到三组数据：F1、F2、F3。下面的几种判断中正确的是 ( )AF1F2F3 BF1F2F3 CF2F1F3 DF1F2F310、在水平桌面上放一个200 N的物体，物体与桌面间的摩擦力为40 N，现用如图所示的装置匀速移动物体，在不计滑轮重力和滑轮间摩擦的情况下，水平拉力F是( ) A200 N B100 N C80 N D20 N11、如图所示，动滑轮重为1 N，绳子自由端的拉力为5N，则重物G和弹簧测力计的读数为 ( ) AG为4N，弹簧测力计读数为5 N BG为9N，弹簧测力计读数为10 N CG为10N，弹簧测力计读数为5N DG为9N，弹簧测力计读数为5N12、下列各图中利用了动滑轮的是（）ABCD13、小李的质量为50 kg，可以举起80 kg的杠铃；小胖的质量为70 kg，可以举起60 kg的杠铃他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来比赛结果应是（）A 小李把小胖拉起B 小胖把小李拉起C 两个都拉不起D 两个都拉起 练习13 练习14 练习1514、在水平桌面上放一个200N的物体，物体与桌面间的摩擦力为40N，现用如图所示的装置匀速移动物体，在不计滑轮重力和滑轮间摩擦的情况下，水平拉力F是（） A200NB100NC80ND20N15、 如图所示，物体A和B所受重力都为120牛，滑轮重力不计。当分别用力匀速提升物体A和B时，FA为_牛，FB为_牛。16、小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0 N，每个钩码的重力为0.5 N；实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数，并将其填写在预先设计好的记录表中。动滑轮重G0N1.01.01.01.01.01.01.01.0所挂钩码的重力GN0.51.01.52.02.53.03.54.0弹簧测力计示数FN0.81.01.31.51.82.02.32.5分析实验数据可以得出，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系为_；在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用动滑轮_。知识点二、滑轮组把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组。要点诠释：1、特点：既可省力，又可以改变用力方向。但费距离。2、结论：在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。如果考虑动滑轮的重力，则有【例题】关于使用滑轮组的论述，较全面的是（）A既可以省力，又可以省距离 B有时既能省力，又能改变力的方向 C一定可以省力，但不能改变力的方向 D一定可以改变力的方向，省力与否要具体分析【总结】此题主要考查了滑轮组的特点。【例题】如图所示，用滑轮组提起物重相等的物体，若忽略动滑轮的重和摩擦时，所用的拉力最大的是：【总结】根据题意，不考虑滑轮重力及摩擦，理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G/n。【练习】1、用图所示的装置先后匀速提升同一物体G，若不考虑滑轮重力及摩擦，则作用于绳子自由端的拉力F1、F2和F3的大小是A. F1较大 B. F2较大C. F3较大 D. F1=F2=F32、如图所示，表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法，其中最省力的是（动滑轮重和摩擦忽略不计）（）A B C D【例题】小明家住二楼，正装修房子，小明站在地面上，用如图所示的器材，请帮他设计一较省力的方法，把材料送到二楼窗口去。 例题 练习【总结】本题考查了滑轮组的组装，组装滑轮组要按照“奇动偶定”的原则。【练习】1、如图所示，用滑轮组提升重物，请在图中画出滑轮组最省力的绕线方式。2、如图所示，用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法 练习2 练习33、用滑轮组拉出陷入泥中的汽车在图中画出最省力的绳子绕法4、使用滑轮组的时候，提起重物所用力的大小是由( ) A定滑轮的个数决定的 B动滑轮的个数决定的 C定滑轮和动滑轮的个数决定的 D承担重物和动滑轮总重力的绳子的条数所决定的5、下图所示的机械中，一定不省力