邱2015探究杠杆的平衡条件导学案(含答案)

1、17八年级物理导学案探究杠杆的平衡条件 班级： 座号： 姓名： 教学目标：1、知道杠杆五要素，会画杠杆力臂的示意图，理解杠杆的平衡条件并能灵活运用解题。教学重点：探究杠杆的平衡条件；教学难点：关于杠杆力臂的作图；知识点：一、认识杠杆1、杠杆的定义： 。2、杠杆的五要素： 。 二、力臂的画法：一找点，二画线，三作垂线段。1、找点：确定杠杆的支点O。2、找线：确定动力和阻力的作用线。3、作垂线段：从支点向力的作用线作垂线。4、标：标垂足，标力臂。 注意：力臂是支点到力的作用线的垂直距离。 三、探究杠杆的平衡条件（1）什么是杠杆的平衡状态？ 杠杆处于_或_。（2）猜想：杠杆的平衡可能与哪些因素有关?

2、 （3）实验设计器材： 。测量的物理量： 。讨论：A、B两图中的杠杆都处于静止平衡状态，实验时采用哪幅图？为什么？图A: 图B: 。（4）实验步骤：1、调节杠杆在 位置平衡。（注意：左右两端平衡螺母都往 调。）2、实验装置如课本图10-3，多次改变悬挂钩码数目（动力F1、阻力F2），移动其悬挂的位置，使杠杆仍在水平位置平衡，将数据填入下表。实验序号动力F1/N动力臂l1/m动力×动力臂阻力F2/N阻力臂L2/m阻力×阻力臂【分析归纳】 杠杆平衡条件： 。课后巩固1、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向 调

3、（填“左”或“右”）。丙啊 （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） 下表是小华得到的一组实验数据，由此她得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂” 的结论。你认为她的 实验结论是否正确? ，如果不正确，造成错误的原因是 什么? 。动 动力/N动力臂/cml阻力/NF2/阻阻力臂/cm 3 4 4 3（5）如图丙所示，杠杆每格长度相同，杠杆的a处已挂着2个0.5N的钩码，要使杠杆平衡，则

4、应在杠杆的 处，挂上 个0.5N的钩码。（6）如图1所示，杠杆在水平位置平衡。如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码，则杠杆_端将下沉。图2（7）若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点，如图2所示，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa,若在A点斜向上拉，杠杆要求在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数为Fb，则Fa Fb (填“大于、小于、等于”)。图12、请在下图中画出所有力的力臂示意图。 AOF1F23、以下是小丽和小宇同学在研究“杠杆平衡条件”的实验出现的情况：在进行实验时，应先调节杠杆使它在 位置静止，在这一位置静止的好处是 。若杠杆被支起后，左端高右端低，则应进行的操作是 。小丽在

5、实验时，忘了一部分数据的记录，请你帮助完成下表：次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m120.011280.0340.06实验时，老师只给小丽10个相同的钩码，当在杠杆的左端挂上如图位置的三只钩码时，为了使杠杆平衡，小丽应在杠杆的另一端的什么位置处挂几个钩码？ 。当小宇在拉着弹簧测力计使杠杆在如图位置平衡，读出测力计的示数，并从杠杆上直接读出对应的力臂，结果发现：动力×动力臂阻力×阻力臂，于是小宇说，杠杆平衡条件在此种情况不成立，你知道其中的原因吗？ 。4、 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

6、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，此后，在整个实验过程中，是否还需再旋动两侧的平衡螺母？ 。实验次数动力F1 / N动力臂L1 / cm阻力F2 / N阻力臂L2 / cm11.510121201031201.510(1) 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 。5、（2012福州）小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中，（1）实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡，其目的是： 。（2）杠杆平衡后，小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡（3）他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜

7、向下拉，若每个钩码重1N当杠杆在水平位置平衡时，测力计的示数将 （选填“大于”、“等于”或“小于”）1N在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在杠杆右侧竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数F1，钩码对杠杆的拉力F2是阻力。3. 只改变钩码数量（即只改变F2）或只改变钩码的位置（即只改变l2），或只改变弹簧测力计的位置（即只改变l1），分别观察弹簧测力计的示数变化，得出三组数据，记录在表格中【实验探究】【想一想】在研究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力动力臂阻力阻力臂”他们经过实验，获得了下述数据：动力动力臂阻力阻力臂4554于是，他们认为自己的

8、猜想得到了验证你认为他们的实验过程存在什么问题？【点拨】实验不能只凭一组数据得到结论，必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论，单位不同的两个物理量不能直接相加。如图所示，OA25厘米，OB20厘米，OC20厘米，AC15厘米，B点所挂物体重为45牛，当杠杆水平平衡时，弹簧秤的示数为（ ）A.36牛B.45牛C.50牛D.60牛如图所示，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。二、杠杆的应用和分类由杠杆的平衡条件：F1l1F2l2 变形为=>(1) 杠杆可分为三类：(2)对于不同类型的杠杆分别举例：(3) 作用在杠杆上的最小动力的作图方法（求作最小

9、动力问题，就是转化为找最长力臂问题。）找最长力臂，一般分三种情况：（1）在动力的作用点明确的情况下，就是以支点到力的作用点的连线作为力臂，这个力臂最长，过力的作用点作力臂的垂线，正确确定力的方向从而作出最小的力；经典例题：易错点例题：例 如图所示，在A点作出使杠杆平衡的最小力的示意图。例如图所示，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。（2）在动力作用点未明确规定时，首先应找出距支点最远的点作为动力作用点，然后再按（1）的步骤完成；重点例题：例 下左图中，画出使杠杆AB在图示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。例 下右图中， 画出使轻质杠杆保持平衡的最小

10、的力F的示意图（要求保作图痕迹）例 如图，唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶请你在图中画出这个力的示意图（3）在支点不明确的情况下，首先要通过比较找出合适的支点，进而找到动力作用点，再按（1）的步骤完成。考点例题：例 如图所示，用撬棒撬起大石头，向上、向下用力都可以，农民伯伯想用最省力的方法撬起大石头，请你在图中画出这个力的示意图。课堂练习：图8-111作用在杠杆上的动力为50N，阻力为600N，杠杆恰好平衡，则杠杆的动力臂和阻力臂之比为。（题型四）2如图8-11所示，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以为支点杠杆的左端挂有物体，支点右边的处挂钩码，杠杆平衡若将支点移到B点，要使杠杆重新平

11、衡，在A点应挂 个相同的钩码。 （题型三）图8-123如图8-12所示，为一根质量不计的细棒，用绳在处吊起，当、两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡若=0.8m，=0.4m，甲的质量为kg，则乙的质量为 kg（题型四）4下列工具中，属于省力杠杆的是( ) （题型四）A夹邮票用的镊子B理发师修剪头发用的剪刀C剪铁丝用的钢丝钳 D钓鱼用的鱼竿5如图8-13所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（ ）（题型一）6在图8-14中画出力F1和2 的力臂（题型一）图8-157.如图8-15,工人师傅用吊车搬运集装箱.集装箱重G =2×104N,支撑杆对吊车臂的支持力为F.在图中画出

12、集装箱所受重力的图示和支持力F对转动点O的力臂. （题型一）图8-14图8-168工人剪铁皮时，有时用两根铁管套在剪刀柄上（如图8-16），这是什么道理？（题型四）9在研究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力动力臂阻力阻力臂”。他们经过实验，获得了下述数据：动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm4554于是，他们认为自己的猜想得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题？（题型三）图8-1710图8-17中，OB为轻质杠杆，OA=60cm，AB=20cm。在杠杆的B端挂一个所受重力为60N的重物，要使杠杆在水平位置上平衡，在A点加一个多大的竖直向

13、上的拉力？（题型四）课堂练习答案：1121 25 320 4C 5C图8-2图8-16如图8-1所示7如图8-2所示8这样可以增加动力臂的长度，从而更加省力9不能只凭一组实验数据得出结论，必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论；单位不同的两个物理量不能直接相加1080N课后巩固训练：（一）、上次未过关知识专题训练F5用力F=40N，按住一重10N的木块，如图所示，当木块相对竖直墙壁静止不动时， 木块受到的摩擦力的大小 （ ）A30N B40N C50N D10N （二）、本次课堂知识巩固训练1、下列常用的工具中属于省力杠杆的是_ _ _；属于费力杠杆的是_ _。镊子 铡刀 理发剪刀 天平

14、剪修树木的剪刀 起子钓鱼杆火钳 汽车上的刹车闸 撬棒2、如图，一轻质杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态。l2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂l1和力F2的示意图。【合作探究】2、如图，用杠杆撬一块石头，杠杆上A点是动力作用点，动力可以向上，也可以向下。（1）当动力向下时，在图上标出杠杆的支点O；（2）在杠杆上画出撬动石块的最小动力F。知识巩固训练2一 选择题1（2010绍兴）如图，用测力计将长杆一端A微微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面，测力计示数是F2。则长杆的重力是(测力计保持竖直向上)( )A(F1+F2)/2 BF1+F2 CF1/F

15、2 D.F1×F2 2   (2010广州)60kg的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图11所示的平衡状态由此可估测球 的质量约为A20kg B30kg C60kg D120kg/ 力臂的关系需要测量得出！ 3（2010福州）小华用钓鱼竿钓起重为15N的鱼，如图4所示，OA=0.4m，OB=2m。下列说法正确的是A用钓鱼竿钓鱼费距离B钓鱼竿是个省力杠杆C手对鱼杆的拉力F1的大小为75ND手对鱼杆的拉力F1的大小为3N 二/填空题1（2010安徽）如图所示，AOB为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆（自重不计），已知AO=

16、2OB。固定O点，使OB 处于水平位置，此时B 端挂一重为40N 的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A 端施加F=_N 的力，在图上画出此时力F的方向。答案：20N 力F 的方向如图 2（2010盐城）在探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，则可将左侧的平衡螺母向 调节，使其在水平位置平衡如图所示，在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码，在支点右侧15cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿 方向，此时读数为 N答案：右；竖直（或竖直向下）；2 3（2010肇庆）右图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于 杠杆（

17、选填“省力”或“费力”）设车箱和泥土的总重G=1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是 m，F的大小至少是 N4（2010泸州）如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个 杠杆（选填“省力”或“费力”），若箱的重量为100N，动力臂是阻力臂的4倍，要使该杠杆平衡，则竖直向上的拉力F为 N。答案：答案：省力；25 5（2010宿迁）小明和小华玩跷跷板，当小明坐在离支点2m处时，刚好能撬动小华，此时跷跷板在水平位置平衡设小明体重为G1，小华体重为G2（G1G2），则小华离支点的距离为 m若两人再拿同样重的铁球，则 （填“小明”或“小华”）将下降  6（

18、2010镇江）.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 杠杆答案：右；0.8；费力 7（2010长沙）31如图所示，在轻质杠杆OA的A端挂一边长为10cm的正方形石块，在OA的中点施加一竖直向上的力F，当力F=40N时，杠杆在水平位置平衡，则石块重_N。其密度为_kg/m3，将石块浸没于盛水的烧杯中，若杠杆仍在水平方向再次平衡，则F=_N。答案;20 2103 2

19、0 8 (2010六盘水)13开瓶时使用的开瓶器如图3甲，可以简化成不计重力的省力杠杆如图3乙，若F1和F2都与杠杆垂直，且AO=6cm，BO=l cm，F1=25 N，则F2= N。答案：150 9 (2010年东营)18某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示。他的重心在A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为 320 N。 10 (2010厦门)22如图所示，秤砣的质量为100 g，秤杆的质量忽略不计。秤杆水平静止时，OA=5cm，OB=25 cm，则被测物的质量为 kg。若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值 被测物的真实质量值(选填

20、“小于”、“等于”或“大于”)。答案：0.5；大于 11（2010荆州）52如图所示，一块均匀的厚木板长15m，重400N，对称的搁在相距8m的A、B两个支架上。一个体重为500N的人，从A点出发向左走到离A点 m处时，木板将开始翘动。答案：3.2 三 计算题 1（2010武汉）高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具。它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时，气垫放入重物与地面的间隙之间，由高压气瓶向气垫内充气，气垫在短时间内可把重物举起一定高度。高压气瓶向气垫内充气时，气瓶内的气体温度 ，内能 。如果高压起重气垫在5s内可将105N的物体举

21、高0.1m，则其功率为 W。图乙中，质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×104N。当气垫内最高气压比外界高106Pa时，石板恰好被顶起，此时气垫和石板的接触面是连长为20cm的正方形。  在图乙中画出气垫恰好顶起石板时的阻力臂l2。气垫恰好顶起石板时，气垫的中心至少离石板右端的支点O多远？ 2（2010恩施）如图所示，把一根质量是2kg且质量均匀分布的木棒AOB从O点悬挂（AO=3OB），当在B端挂一个重物时，木棒恰在水平位置平衡。求此重物的质量是多少？答案：2kg3  (2010义乌)某科学兴趣小组利用硬棒（质量一可忽略不计）、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如图所示，在 C 处挂一待测物体 B ，当重为 8 牛的物体 A 挂在 D 处时，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得 OC 为 6 厘米， OD 为 18 厘米。 ( 1 ）此时物体 B 的重力是多少牛？( 2 ）保持 O 点位置和物体 A 的重力不变，在 C 处