简单机械和功-杠杆

1、北辰教育物理学科教师辅导教案 学员编号： 年 级： 初 三 课 时 数：3学员姓名： 辅导科目： 物 理 学科教师：授课类型T-杠杆的复习C-知识考点T-综合提升星 级教学目的1. 知道什么是杠杆，深刻理解杠杆的定义；2. 知道杠杆五要素，熟悉力臂的概念；3. 会画力臂，也要会根据已知力臂画出对应力的示意图；4. 理解杠杆平衡实验，知道杠杆平衡条件；5. 能应用杠杆平衡条件解答相关题型。授课日期及时段 15 年 9 月 日教学内容课堂导入 建议用时5分钟！同步讲解 建议用时20分钟！一、认识杠杆我们在生活中常常见到下面这些工具，他们在使用过程中有哪些相同的地方？请把你的看法写下来。杠杆的定义：

2、一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。F2L2L1F1O二、认识杠杆五要素什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂？ (1)支点： 杠杆绕着转动的点(0) (2)动力： 使杠杆转动的力 (F1) (3)阻力： 阻碍杠杆转动的力(F2) (4)动力臂：从支点到动力作用线的距离（L1） (5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（L2）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、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。5、画力臂三步骤：找支点、画出力的作用线、

3、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）。例题（力臂的作图）：1、（05南通）在图15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2、（05泰州）如图13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)OA三：探究杠杆平衡条件实验实验目的：探究杠杆的平衡条件实验器材：杠杆、铁架台、钩码（弹簧测力计）实验步骤： 1、把杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；调节杠杆平衡的方法：左沉右旋   右沉左旋为什么要求杠杆静止时

4、，在水平位置呢？（因为这样力臂的数值在杠杆上就能直接读出或量出） 2、在杠杆两边挂适当钩码，并移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，计算两力的大小，并读出两力臂的值，将力和力臂的数值填入表中；（重复3次） 为什么要多次测量？（避免偶然性，得到普遍规律） 将左侧的钩码换成弹簧测力计，弹簧测力计的方向？若斜拉弹簧测力计，示数怎么变化？ 3、进行实验与收集证据实验次数F1/NL1/cmF2/NL2/cm1    2    3     4、得出结论：杠杆的平衡条件是：动力×

5、;动力臂阻力×阻力臂 （F1L1=F2L2）例题（杠杆平衡实验）：1、（淮安）小明和小华合作做“研究杠杆平衡条件”的实验（1）实验时，小明先调节杠杆在水平位置平衡，你认为这样做的好处是 _ .（2） 小华将四个重力均为0.5N的钩码挂在杠杆左端后，又将弹簧测力计钩在杠杆A处的细线上（如图所示）.要使杠杆在水平位置平衡，且弹簧测力计的示数最小，则小华应沿 _ 方向拉弹簧测力计.在此情况下，小华读出弹簧测力计示数为4.2N.小明和小华对实验数据分析后得到的结论是：在误差允许的范围内，动力×动力臂 = 阻力×阻力臂.你认为他们这样就得出结论是否合理？ _；简述理由：_。

6、2、（武汉）在“研究杠杆平衡条件”实验中（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母A向调（填“左”或“右”）（2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向（填“左”或“右”）移动格。（3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将。（填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”）（4）物理课本中有这样一句话“托盘天平是支点在中间的等臂杠杆，天平平衡时砝码的质量等于被测物体的质量”。实际上使用天平经常同时用到砝码和游码，此时被测物体的质量应砝码的质量（填“大于”“小于”或“等于”）。4、 常见

7、的几种杠杆 根据杠杆平衡条件： （1）若L1> L2 则F1 < F2 杠杆是省力杠杆 （省力但费距离）（2）若L1< L2 则F1 > F2 杠杆是费力杠杆 （费力但省距离）（3）若L1= L2 则F1 = F2 杠杆是等臂杠杆 （既不省力，也不费力；既不省距离，也不费距离）即通过比较动力臂和阻力臂的大小，就可以判断杠杆的类型。常见省力杠杆：拔铁钉的羊角锤、打气筒中的活塞杆、瓶盖起子、缝纫机的脚踏板、老虎钳、指甲钳、铡刀、撬棍、压水井手柄、刹车脚踏板、灭火器手把等常见费力杠杆：镊子、筷子、扫帚、食品夹、理发剪刀、船桨、鱼竿等常见等臂杠杆：定滑轮、天平、跷跷板等例题（杠

8、杆类型的判断）：1、（福州）如图所示，使用中属于费力杠杆的工具是（ ） 2、（齐齐哈尔）下列属于省力杠杆的是（ ） 5、 杠杆平衡条件应用1、判断杠杆在力的作用下能否保持平衡 （1）若F1L1 = F2L2 则杠杆能保持平衡； （2）若F1L1 F2L2 则杠杆不能保持平衡，杠杆将向力与力臂的乘积较大的方向转动。 对于处于平衡状态的非等臂杠杆： 保持力臂不变，若使F1 和 F2增大或减小相同的量，杠杆不能保持平衡（力增加相同的量，杠杆将向力臂大的力的方向转动；反之，向力臂较小的力的方向转动） 若保持力不变，使L1 和 L2增大或减小相同的量，杠杆也不能保持平衡（力臂增加相同的量，杠杆将向力较大

9、的力的方向转动；反之，向力较小的力的方向转动） 灵活应用杠杆的平衡条件2、分析动力F1的变化情况 根据杠杆平衡条件F1L1 = F2L2 可得，F1= F2L2/ L1 。即F1与F2、L2成正比，与L1成反比。据此，可分析杠杆在工作的过程中F1是否变化、如何变化（增大或减小）。 想一想：在使用杠杆时，若阻力不变，要使杠杆较省力，可采取哪些措施？A O B C例题（杠杆平衡条件应用）：1、如图轻质杠杆（AO=OB=BC）上挂着150N的重物，为使杠杆水平平衡，可采取的方法有：（1）在A点沿 方向加150N的力；（2）在 点沿竖直向上方向加150N的力；（3）在 点所加的力为最小，此力的大小是

10、N,方向是 。2、如图地面上有一根两头粗细不同的木头，现用竖直向上的力F将木头抬起，在抬起的过程中，力F的大小（ ） A逐渐增大 B逐渐减小 C保持不变 D先增后减 F 想一想：若保持力F的方向始终与木头垂直呢？知识点总结建议用时20分钟！1认识杠杆 杠杆是最基本的简单机械。细心一点，在各种机械装置中都能找到杠杆的影子。所谓杠杆，就是一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒。这里，硬是指受力时形状的变化很小；棒也不一定是直的，它可以是各种形状。如马路边上垃圾桶的盖子，我们倒垃圾时掀开垃圾桶的盖子，它就是一杠杆。杠杆的特征在于转动，因此，辨别杠杆时，关键判断它能否在力的作用下，绕固定点转动，如果转

11、动，则该装置一定是杠杆。面对实物，面对固定的图形，如何判断它是否绕轴转动，这就要求我们有丰富的想象力。我们平时骑的自行车，很多部件都是杠杆，你能识别出来吗？ （1）支点：杠杆绕着它转动的点，也叫做转轴。 （2）动力：推动杠杆转动的力（动力可以是人力，也可以是畜力、风力、电力、水力、蒸汽压力等）。 （3）阻力：阻碍杠杆转动的力。 （4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。 （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。正确辨认杠杆的标准是：把实物抽象成“硬棒”，找出一点（支点）、二力（动力和阻力）、二臂（动力臂和阻力臂）。2怎样画杠杆示意图画杠杆示意图是研究杠杆的重要方法，是实物杠杆的科学抽象，

12、是物理学的书面语言。只有正确画出杠杆示意图，才能进一步研究杠杆问题。如图11-1所示，用撬棒撬石头的时候，撬棒就是一根杠杆，如何画出撬棒的杠杆示意图呢？作图步骤如下：（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

13、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.要求学生认真、工整地画出杠杆示意图。除要标明支点，动力和动力臂，阻力和阻力臂外，还要按比例画出力和力臂，点要清、线要明。撬棒的示意图如图11-2所示3杠杆的平衡条件同学们在实验室用天平测质量时，总是在天平的横梁水平后，才读出被测物体的质量。人们用扁担挑货物时，肩膀一定要在扁担的适中位置，货物才会平衡，人走起路来也才方便。类似天平的横梁水平和扁担的水平的现象就是杠杆平衡。物理上，把杠杆保持静止或匀速转动叫做杠杆平衡。杠杆平衡，说明杠杆的运动状态不发生变化。初中阶段只研究杠杆处于静止状态的平衡。杠

14、杆平衡时必须满足一定的条件，这一条件叫做杠杆的平衡条件。实验研究得到的杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，写成公式为：F1l1=F2l2。杠杆的平衡条件也可以改成比例的形式：，它表示动力臂L1是阻力臂L2的几倍，则动力F1就是阻力F2的几分之一。杠杆转动是力和力臂共同作用的结果，因此，杠杆平衡也是力和力臂共同的平衡，也即是力和力臂乘积的平衡。4杠杆的应用（1）省力杠杆：如图11-3所示，其动力臂大于阻力臂，平衡时动力小于阻力，即l1>l2，F1<F2。特点是用较小的动力可以克服较大的阻力，使用时动力作用点移动的距离就要相应增加，即省力的代价是费距离。撬

15、棒、拔钉榔头、脚刹车的踏板装置、起瓶盖用的起子都属于这类杠杆。（2）费力杠杆：如图11-4所示，其动力臂小于阻力臂，平衡时动力大于阻力，即l1<l2，F1>F2。特点是用较大的动力去克服较小的阻力，但作用时可使动力作用点移动较小的距离，即费力的收获是距离、节约时间，钓鱼竿、铁锹、缝纫机脚踏板、镊子都属于这类杠杆。（3）等臂杠杆：如图11-5所示，其动力臂等于阻力臂，平衡时动力等于阻力，即l1=l2，F1=F2。特点是既不省力也不费力，但使用方便。常用的托盘天平是等臂杠杆，所以用天平测物体质量时，砝码的读数就是物体质量。普通剪刀也近似是等臂杠杆。知识考点题型一：力臂的作图力臂：支点到

16、力作用线的垂直距离（理解力的作用线的概念）（1）画力臂步骤：找支点的位置，画力的作用线，从支点到力的作用线作垂线检查：虚线、垂直、大括号1如图，轻杆OB在外力作用下保持静止（O为支点），请在图中画出动力臂和阻力臂.F1ABF2O2请你在图中画出使用剪刀时，杠杆AOB所受动力F1的示意图及动力臂L1、阻力臂L2。3如图所示，用夹子夹住物体时，画出动力臂和阻力4图中ABO可看成杠杆O为支点，请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。5如图所示，F1是作用在抽水机手柄A点处的动力，O为支点。请画出动力F1的力臂L1和阻力F2。（2）已知力臂画力，抓住力、力臂始终垂直步骤：画力的作用线（与力臂垂直

17、），作用线与杠杆的交点为力的作用点，再确定力的方向。如图，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态，是力F2的力臂，在图中画出F1的力臂和力F2题型二：杠杆平衡实验1、（大连）小明用身边的器材做实验，验证杠杆的平衡条件。 （1）塑料直尺放在圆柱形水杯上，使其在水平位置平衡，如图16甲所示。则支点O与直尺的 _一定在同一竖直线上。 （2）往直尺两端放不同数量的相同硬币，并调节硬币位置，使直尺在水平位置平衡，如图16乙所示。 若将左、右两侧各取下一枚硬币，则直尺_端将下沉。小明测出乙图中的l1、l2做为力臂的大小，是否正确?为什么?2、“研究杠杆平衡条件”的实验前发现杠杆左端端下沉，可将螺母向_

18、（左/右）边调，让杠杆在_位置平衡，这样做可以消除杠杆重力对平衡的影响在实验过程中，同样使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了 。题型三：平衡条件的应用1、密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图所示，则此直尺受到的重力是( ) A2.5N B5N C10N D无法确定2、如图所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡下列叙述正确的是( ) A此杠杆一定是省力杠杆 B沿竖直向上方向用力最小 C此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆 D沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡3、如图所示，杠杆OA的

19、B点挂着一重物G，A端用细绳吊在圆环M下，此时OA恰成水平，A与圆弧型架PQ的圆心重合。那么当环M从P点逐渐滑至Q点的过程中，绳对A端的拉力的大小将（ ） A. 保持不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 由大变小再变大4、如图所示，一根粗细均匀的铜丝，用线系在中点，处于平衡状态，如果将其左端1/4弯起则( ) A铜丝仍平衡 B左端将下沉 C右端将下沉 D无法确定课后习题 1、（山东平原）图7中O是杠杆的支点，在图中画出动力F1的力臂。2、（泰安）两位同学利用左下图所示的可以绕O点自由转动的健身器材进行锻炼，甲同学竖直向下用力F1将另一端的乙同学拉起。请画出拉力F1的力臂L1。3、（黄冈）

20、如图所示的水桶，是在一个最小外力作用下所处的状态。作出此时的受力示意图。4、（苏州）如图所示，O是杠杆OA的支点在图中画出拉力F1和F2的力臂l1和l2.5、（达州）图甲所示的杠杆是平衡的。若如图乙所示，在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，杠杆（ ）A.仍能平衡B.不能平衡，A端上升C.不能平衡，B端上升D.无法判断6、（宜昌）两个小孩坐在跷跷板上，当跷跷板处于平衡时（ ）A两个小孩的重力一定相等 B两个小孩到支点的距离一定相等C轻的小孩离支点近一些 D重的小孩离支点近一些7、（烟台）观察图所示的指甲刀的结构图，其中分析正确的是（ ）A一个杠杆，且是省力杠杆 B两个杠杆，一个省力杠杆，

21、一个费力杠杆C三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆 D三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆8、（綦江）如图所示的几种杠杆类工具，在使用时属于费力杠杆的是（ ）9、（朝阳）如图，要将一圆柱体重物推上台阶，最小的作用力应是( ) AF1 BF2 CF3 DF410、（株洲）如图6所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图7所示。据图可知金属杆重（ ）A5 NB10 NC20 ND40 N11、（衢州）台风是一种破坏力很大的灾害性天气。某次台风把市民公园的一棵大树吹

22、倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了下列图示四种方案，每个人所需拉力最小的方案是（ ）12、右图是我省某地群众端午节赛龙舟的场面，比赛中选手一手撑住桨的末端（视为支点），另一手用力划桨，此时船桨属于 杠杆。桨向后划水，龙舟向前运动，这是因为力的作用是 的。13、如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个_（填“省力”或“费力”）杠杆，若箱和物品共重100N，设此时动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力F 为_N。14、如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆重）可绕支点O自由转动，在B点挂一个重为40N的物体，为使杠杆在水平位置平衡，在杠杆上的A点施加一个力，要使这个力最小，则这个力的方

23、向是 ，这个力的大小是 N。15、如图是一种健身器械，AOB可视为一个杠杆，0是它的支点。 (1)小明用力向下拉杠杆时，重物被抬起此时AOB是一个_ (选填“省力”或“费力”)杠杆。 (2)他想更容易抬起重物，应该将手_ (选填“靠近”或“远离”) O点，这是因为增大了_。16、下列杠杆中,属于省力杠杆的是_, 属于费力杠杆的是_。（填序号） A.筷子 B.镊子 C.钳子 D.托盘天平 E.杆秤 F.瓶盖起子 G.钓鱼杆 H.道钉撬 I.扫帚 J.理发剪刀 K.铁匠剪刀 L.羊角锤 M.火钳 N.船桨全课总结一、杠杆1、 定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明：杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。OF1l1l2F22、 五要素组成杠杆示意图。支点：杠杆绕着转动的点。用字母O表示。动力：使