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文档简介
第十二章
第1节
第1课时
简单机械
杠杆认识杠杆1.杠杆的五要素(如图所示)阻力动力臂
(1)支点:杠杆可以绕其转动的点(O点). (2)动力:使杠杆转动的力(F1). (3)________:阻碍杠杆转动的力(F2). (4)__________:从支点O到动力F1
作用线的距离(l1). (5)阻力臂:从支点O到阻力F2
作用线的距离(l2).
走进生活:生活中的跷跷板、羊角锤、开瓶器都属于简单机械中的________.杠杆静止匀速转动2.杠杆的平衡条件(1)杠杆平衡:杠杆处于________或____________的状态.(2)杠杆的平衡条件:________________________________,用公式表示为____________.动力×动力臂=阻力×阻力臂温馨提示:利用杠杆的平衡条件进行计算时,动力和阻力的单位要统一,动力臂和阻力臂的单位也要统一.F1l1=F2l2【实验导引】提出问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡?【设计与进行实验】1.实验目的:探究杠杠的平衡条件.2.实验原理:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2).3.实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计、铁架台.4.实验装置:如图1所示.图15.实验步骤(1)将杠杆的中心挂在放置于水平桌面的铁架台上(图1甲).(2)调节平衡螺母使杠杆在水平位置静止.(3)往杠杆两端挂上不同数目的钩码(图1乙),并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆保持水平平衡,进行多次测量.
(4)把支点右边的钩码重力当作动力F1,支点左边的钩码重力当作阻力F2,测出杠杆平衡时的动力臂l1
和阻力臂l2
的长度,把以上数据填入表中.(5)把钩码挂在杠杆上,在支点的同侧用弹簧测力计竖直向上拉杠杆(图1丙),重复实验记录数据.次序动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m1236.实验数据7.实验结论:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2).匀速转动杠杆自重便于测量力臂
【分析、交流与反思】
8.杠杆平衡是指杠杆处于静止或者__________的状态. 9.使支点在杠杆的中心,目的是消除______________对实验的影响. 10.调节杠杆在水平位置平衡,目的是______________.调节的方法为:左高向左调,右高向右调.
11.[开放性设问]根据杠杆的平衡条件,若在图2所示的杠杆左侧挂上3个钩码,若要使杠杆平衡,可以采取哪些措施?______________________________________________________________________________图2
在右侧第1格挂6个钩码;在右侧第2格挂3个钩码;在右侧第3格挂2个钩码
12.[实验创新]将右侧钩码去掉,换上弹簧测力计(如图3所示的a),其好处是________________________.将弹簧测力计从竖直方向改为倾斜拉杠杆(弹簧测力计的示数___________),还能探究力臂是支点到力的作用线的距离还是支点到力的作用点的距离.图3可以直接读出拉力的大小变大
实验特训:(2025年南通市)学习小组做“探究杠杆的平衡条件”实验. (1)安装好杠杆,发现左端低、右端高,应将平衡螺母向_____调节,使之在水平位置平衡.右
(2)D点悬挂两个钩码,A、B、C三点分别悬挂六个、三个、两个钩码,杠杆均能在水平位置平衡,这说明杠杆平衡时,力臂越大,对应的力越______.进一步实验,可归纳得出杠杆的平衡条件是___________(填公式).小F1l1=F2l2
(3)保持D点悬挂钩码不变,在E点施加力使杠杆在水平位置平衡,为了使力最小,力的方向应____________,这是因为此时_______________.竖直向上动力臂最大
知识点1认识杠杆 典例1:桔槔是中国古代社会的一种主要灌溉机械.如图所示,在水边架一个杠杆,前端用绳系提水工具,后端坠重物,即可一起一落地汲水.下列关于该桔槔使用时的杠杆五要素示意图正确的是()ABCD答案:B易错原因将支点到力的作用点的距离当成力臂正确理解力臂是支点到力的作用线的垂直距离易错点误将支点到力的作用点的距离当成力臂易错训练:如图所示,动力F1
的力臂l1
的画法中,正确的是()CABCD知识点2杠杆力臂的画法典例2:如图所示,O为杠杆支点,请画出F1
的力臂并用字母l表示.知识点3杠杆的平衡条件的相关计算
典例3:如图所示,一轻质杆OA一端固定在竖直墙上,可绕O点转动,已知OA=0.3m,OB=0.2m,在A点处悬挂一个60N的重物,若在B处施一竖直向上的拉力F,使杠杆在水平线上平衡,求:(g取10N/kg)(1)重物的质量.(2)此时拉力F为多少?1.开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重.下列选项图中能正确表示它工作示意图的是()BABCD
2.如图所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板.她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来.使杆逆时针转动的力是()DA.苹果所受的重力B.桔子对杆的压力C.杆对苹果的支持力D.苹果对杆的压力
3.如图所示,一刻度均匀的轻质杠杆在A处挂重12N的物体,若要使杠杆在水平位置平衡,则在杠杆B处应施加的拉力方向和大小为()DA.竖直向上,24NC.竖直向下,24N
B.竖直向上,6ND.竖直向下,6N
4.如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点处挂一个重为20N的物体,B点处加一个竖直向_______的力F,杠杆在水平位置平衡,且OB∶AB=2∶1,则F=_______N.上30
5.如图所示是锅炉保险阀门的示意图.当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时,阀门就会被拉开.若OB=2m,OA=0.5m,阀门的底面积S=2cm2,锅炉内气体压强的安全值p=6×105
Pa(杠杆和阀门的重力以及摩擦均不计,大气压强p0=1×105
Pa),则B所挂重物的重力是()A.20NB.25NC.30ND.120N答案:B
6.如图所示,小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件.甲乙丙(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,则此时杠杆处于_________(填“平衡”或“非平衡”)状态.平衡
(2)为了便于测量_________(填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡.为此,应将平衡螺母向__________(填“左”或“右”)调节.力臂左2左
(3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂_______个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,则杠杆__________(填“左”或“右”)端将下沉.变大阻力臂不变,动力臂变小,动力会变大
(4)小勇用弹簧测力计代替钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置.在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐________(填“变大”“变小”或“不变”),原因是______________________________
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