探究杠桿的平衡條件經(jīng)典導(dǎo)學(xué)案(含答案)

1、 黃岡立傳智能教育中小學(xué)各科功課快速提分輔導(dǎo)方案 九年級(jí)上冊(cè)物理復(fù)習(xí) 導(dǎo)學(xué)案 學(xué)生： 課題名稱探究杠桿的平衡條件時(shí)間 2012 年 2 月 日第 課時(shí)課型新課課時(shí)3主備人張婉審核人教學(xué)目標(biāo)：1、知道杠桿五要素，會(huì)畫杠桿的示意圖，理解杠桿的平衡條件并能靈活運(yùn)用解題教學(xué)重點(diǎn)：探究杠桿的平衡條件；教學(xué)難點(diǎn)：關(guān)于杠桿的作圖；知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和知識(shí)點(diǎn)：一、（1）什么是杠桿的平衡狀態(tài)？ 杠桿處于_或_。（2）猜想：杠桿的平衡可能與哪些因素有關(guān)? （3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)器材：_。測(cè)量的物理量：_。討論：A、B兩圖中的杠桿處于靜止平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用哪幅圖？為什么？圖A: 圖B: _。（4）實(shí)驗(yàn)步驟：1.調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平

2、衡。 （注意：左右兩端平衡螺母都往_處調(diào)。）2.在杠桿的左側(cè)掛上適量的鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)在杠桿右側(cè)豎直向下拉，使杠桿在水平位置平衡，記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1，鉤碼對(duì)杠桿的拉力F2是阻力。3. 只改變鉤碼數(shù)量（即只改變F2）或只改變鉤碼的位置（即只改變l2），或只改變彈簧測(cè)力計(jì)的位置（即只改變l1），分別觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化，得出三組數(shù)據(jù)，記錄在表格中：測(cè)量序號(hào)F1/NL1/cmF2/NL2/cm分析比較表中數(shù)據(jù)，得到結(jié)論：杠桿平衡時(shí)滿足下列條件：_。二、杠桿的應(yīng)用和分類由杠桿的平衡條件：F1l1F2l2 變形為=(1) 杠桿可分為三類：(2)對(duì)于不同類型的杠桿分別舉例：(3) 作用在杠桿上的

3、最小動(dòng)力的作圖方法（求作最小動(dòng)力問題，就是轉(zhuǎn)化為找最長力臂問題。）找最長力臂，一般分三種情況：（1）在動(dòng)力的作用點(diǎn)明確的情況下，就是以支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線作為力臂，這個(gè)力臂最長，過力的作用點(diǎn)作力臂的垂線，正確確定力的方向從而作出最小的力；經(jīng)典例題：易錯(cuò)點(diǎn)例題：例 如圖所示，在A點(diǎn)作出使杠桿平衡的最小力的示意圖。例如圖所示，使用羊角錘拔釘子，動(dòng)力作用在錘柄上A點(diǎn)。請(qǐng)作出拔釘子時(shí)所用最小動(dòng)力F的示意圖。（2）在動(dòng)力作用點(diǎn)未明確規(guī)定時(shí)，首先應(yīng)找出距支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)作為動(dòng)力作用點(diǎn)，然后再按（1）的步驟完成；重點(diǎn)例題：例 下左圖中，畫出使杠桿AB在圖示位置靜止時(shí)所用最小力F的作用點(diǎn)和方向。例 下右圖中，

4、畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保作圖痕跡）例 如圖，唐師傅想用最省力的方法把一個(gè)油桶推上臺(tái)階請(qǐng)你在圖中畫出這個(gè)力的示意圖（3）在支點(diǎn)不明確的情況下，首先要通過比較找出合適的支點(diǎn)，進(jìn)而找到動(dòng)力作用點(diǎn)，再按（1）的步驟完成?？键c(diǎn)例題：例 如圖所示，用撬棒撬起大石頭，向上、向下用力都可以，農(nóng)民伯伯想用最省力的方法撬起大石頭，請(qǐng)你在圖中畫出這個(gè)力的示意圖。課堂練習(xí)：圖8-111作用在杠桿上的動(dòng)力為50N，阻力為600N，杠桿恰好平衡，則杠桿的動(dòng)力臂和阻力臂之比為。（題型四）2如圖8-11所示，杠桿每小格的長度相等，質(zhì)量不計(jì)，以為支點(diǎn)杠桿的左端掛有物體，支點(diǎn)右邊的處掛鉤碼，杠桿平衡若將

5、支點(diǎn)移到B點(diǎn)，要使杠桿重新平衡，在A點(diǎn)應(yīng)掛 個(gè)相同的鉤碼。 （題型三）圖8-123如圖8-12所示，為一根質(zhì)量不計(jì)的細(xì)棒，用繩在處吊起，當(dāng)、兩端分別掛兩個(gè)重物甲、乙時(shí)恰好平衡若=0.8m，=0.4m，甲的質(zhì)量為kg，則乙的質(zhì)量為 kg（題型四）4下列工具中，屬于省力杠桿的是( ) （題型四）A夾郵票用的鑷子B理發(fā)師修剪頭發(fā)用的剪刀C剪鐵絲用的鋼絲鉗 D釣魚用的魚竿5如圖8-13所示的杠桿中，動(dòng)力的力臂用L表示，圖中所畫力臂正確的是（ ）（題型一）6在圖8-14中畫出力F1和2 的力臂（題型一）圖8-157.如圖8-15,工人師傅用吊車搬運(yùn)集裝箱.集裝箱重G =2104N,支撐桿對(duì)吊車臂的支持力

6、為F.在圖中畫出集裝箱所受重力的圖示和支持力F對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)O的力臂. （題型一）圖8-14圖8-168工人剪鐵皮時(shí)，有時(shí)用兩根鐵管套在剪刀柄上（如圖8-16），這是什么道理？（題型四）9在研究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，有一組同學(xué)猜想杠桿的平衡條件可能是“動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂”。他們經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，獲得了下述數(shù)據(jù)：動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm4554于是，他們認(rèn)為自己的猜想得到了驗(yàn)證。你認(rèn)為他們的實(shí)驗(yàn)過程存在什么問題？（題型三）圖8-1710圖8-17中，OB為輕質(zhì)杠桿，OA=60cm，AB=20cm。在杠桿的B端掛一個(gè)所受重力為60N的重物，要使杠桿在水平位置上平衡，在A點(diǎn)加

7、一個(gè)多大的豎直向上的拉力？（題型四）課堂練習(xí)答案：1121 25 320 4C 5C圖8-2圖8-16如圖8-1所示7如圖8-2所示8這樣可以增加動(dòng)力臂的長度，從而更加省力9不能只憑一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，必須在多次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過分析才能得出結(jié)論；單位不同的兩個(gè)物理量不能直接相加1080N課后鞏固訓(xùn)練：（一）、上次未過關(guān)知識(shí)專題訓(xùn)練F5用力F=40N，按住一重10N的木塊，如圖所示，當(dāng)木塊相對(duì)豎直墻壁靜止不動(dòng)時(shí)， 木塊受到的摩擦力的大小 （ ）A30N B40N C50N D10N （二）、本次課堂知識(shí)鞏固訓(xùn)練1、下列常用的工具中屬于省力杠桿的是_ _ _；屬于費(fèi)力杠桿的是_ _。鑷子 鍘刀

8、理發(fā)剪刀 天平 剪修樹木的剪刀 起子釣魚桿火鉗 汽車上的剎車閘 撬棒2、如圖，一輕質(zhì)杠桿OA在力F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。l2是力F2的力臂，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出F1的力臂l1和力F2的示意圖。【合作探究】1、以下是小麗和小宇同學(xué)在研究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的情況：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿使它在 位置靜止，在這一位置靜止的好處是 。若杠桿被支起后，左端高右端低，則應(yīng)進(jìn)行的操作是 。小麗在實(shí)驗(yàn)時(shí)，忘了一部分?jǐn)?shù)據(jù)的記錄，請(qǐng)你幫助完成下表：次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m120.01120.0340.06實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師只給小麗10個(gè)相同的鉤碼，當(dāng)在杠桿的左端掛上如圖位置的三

9、只鉤碼時(shí)，則為使杠桿平衡，小麗應(yīng)在杠桿的另一端的什么位置處掛幾個(gè)鉤碼？ ；當(dāng)小宇在拉著彈簧測(cè)力計(jì)使杠桿在如圖位置平衡，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并從杠桿上直接讀出對(duì)應(yīng)的力臂，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：動(dòng)力動(dòng)力臂阻力阻力臂，于是小宇說，杠桿平衡條件在此種情況不成立，你知道其中的原因嗎？ 。2、如圖，用杠桿撬一塊石頭，杠桿上A點(diǎn)是動(dòng)力作用點(diǎn)，動(dòng)力可以向上，也可以向下。（1）當(dāng)動(dòng)力向下時(shí)，在圖上標(biāo)出杠桿的支點(diǎn)O；（2）在杠桿上畫出撬動(dòng)石塊的最小動(dòng)力F。知識(shí)鞏固訓(xùn)練2一 選擇題1（2010紹興）如圖，用測(cè)力計(jì)將長桿一端A微微抬離地面，測(cè)力計(jì)示數(shù)是F1；同理，用測(cè)力計(jì)將長桿的另一端B微微抬離地面，測(cè)力計(jì)示數(shù)是F2。則長桿的重力

10、是(測(cè)力計(jì)保持豎直向上)( )A(F1+F2)/2 BF1+F2 CF1/F2 D.F1F22 (2010廣州)60kg的人站在蹺蹺板某一位置時(shí)，蹺蹺板處于如圖11所示的平衡狀態(tài)由此可估測(cè)球 的質(zhì)量約為A20kg B30kg C60kg D120kg/ 力臂的關(guān)系需要測(cè)量得出！3（2010福州）小華用釣魚竿釣起重為15N的魚，如圖4所示，OA=0.4m，OB=2m。下列說法正確的是A用釣魚竿釣魚費(fèi)距離B釣魚竿是個(gè)省力杠桿C手對(duì)魚桿的拉力F1的大小為75ND手對(duì)魚桿的拉力F1的大小為3N二/填空題1（2010安徽）如圖所示，AOB為一機(jī)械設(shè)備的簡化示意圖，我們可以把它看成杠桿（自重不計(jì)），已知A

11、O=2OB。固定O點(diǎn)，使OB 處于水平位置，此時(shí)B 端掛一重為40N 的物體，要使杠桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，至少需在A 端施加F=_N 的力，在圖上畫出此時(shí)力F的方向。答案：20N 力F 的方向如圖2（2010鹽城）在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，如果杠桿右側(cè)高左側(cè)低，則可將左側(cè)的平衡螺母向 調(diào)節(jié)，使其在水平位置平衡如圖所示，在支點(diǎn)左側(cè)20cm刻度處掛3個(gè)重均為0.5N的鉤碼，在支點(diǎn)右側(cè)15cm刻度處用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿，使其水平平衡要使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)最小，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力應(yīng)沿 方向，此時(shí)讀數(shù)為 N答案：右；豎直（或豎直向下）；23（2010肇慶）右圖是搬運(yùn)泥土的獨(dú)輪車，獨(dú)輪車屬于 杠桿（選填“省力”或“費(fèi)力

12、”）設(shè)車箱和泥土的總重G=1000N，運(yùn)泥土?xí)r從A點(diǎn)提起獨(dú)輪車把手的力是F，F(xiàn)的力臂是 m，F(xiàn)的大小至少是 N4（2010瀘州）如圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖，使用時(shí)相當(dāng)于一個(gè) 杠桿（選填“省力”或“費(fèi)力”），若箱的重量為100N，動(dòng)力臂是阻力臂的4倍，要使該杠桿平衡，則豎直向上的拉力F為 N。答案：答案：省力；255（2010宿遷）小明和小華玩蹺蹺板，當(dāng)小明坐在離支點(diǎn)2m處時(shí)，剛好能撬動(dòng)小華，此時(shí)蹺蹺板在水平位置平衡設(shè)小明體重為G1，小華體重為G2（G1G2），則小華離支點(diǎn)的距離為 m若兩人再拿同樣重的鐵球，則 （填“小明”或“小華”）將下降 6（2010鎮(zhèn)江）.在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)時(shí)，

13、實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)杠桿左端低，右端高，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向 （選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，在A點(diǎn)懸掛兩個(gè)總重為1N的鉤碼，在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉（如圖所示），使杠桿在水平位置再次平衡，則拉力應(yīng)為 N，此時(shí)杠桿屬于 杠桿答案：右；0.8；費(fèi)力7（2010長沙）31如圖所示，在輕質(zhì)杠桿OA的A端掛一邊長為10cm的正方形石塊，在OA的中點(diǎn)施加一豎直向上的力F，當(dāng)力F=40N時(shí)，杠桿在水平位置平衡，則石塊重_N。其密度為_kg/m3，將石塊浸沒于盛水的燒杯中，若杠桿仍在水平方向再次平衡，則F=_N。答案;20 2103 208 (2010六盤水)13開瓶時(shí)使用的開瓶器如圖3甲，

14、可以簡化成不計(jì)重力的省力杠桿如圖3乙，若F1和F2都與杠桿垂直，且AO=6cm，BO=l cm，F(xiàn)1=25 N，則F2= N。答案：1509 (2010年東營)18某同學(xué)在做單臂俯臥撐運(yùn)動(dòng)，如圖所示。他的重心在A點(diǎn)，所受重力為520N，他將身體撐起處于平衡狀態(tài)時(shí)，地面對(duì)手的支持力為 320 N。10 (2010廈門)22如圖所示，秤砣的質(zhì)量為100 g，秤桿的質(zhì)量忽略不計(jì)。秤桿水平靜止時(shí)，OA=5cm，OB=25 cm，則被測(cè)物的質(zhì)量為 kg。若秤砣有缺損時(shí)，則桿秤所示的質(zhì)量值 被測(cè)物的真實(shí)質(zhì)量值(選填“小于”、“等于”或“大于”)。答案：0.5；大于11（2010荊州）52如圖所示，一塊均勻

15、的厚木板長15m，重400N，對(duì)稱的擱在相距8m的A、B兩個(gè)支架上。一個(gè)體重為500N的人，從A點(diǎn)出發(fā)向左走到離A點(diǎn) m處時(shí)，木板將開始翹動(dòng)。答案：3.2三 計(jì)算題1（2010武漢）高壓起重氣墊是一種適合于地震救災(zāi)的起重工具。它由如圖甲所示的高壓氣瓶、氣管、閥門與氣墊連接而成。起重時(shí)，氣墊放入重物與地面的間隙之間，由高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣，氣墊在短時(shí)間內(nèi)可把重物舉起一定高度。高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時(shí)，氣瓶內(nèi)的氣體溫度 ，內(nèi)能 。如果高壓起重氣墊在5s內(nèi)可將105N的物體舉高0.1m，則其功率為 W。圖乙中，質(zhì)地均勻的長方體石板長為2m、重為6104N。當(dāng)氣墊內(nèi)最高氣壓比外界高106Pa時(shí)，石板恰好

16、被頂起，此時(shí)氣墊和石板的接觸面是連長為20cm的正方形。 在圖乙中畫出氣墊恰好頂起石板時(shí)的阻力臂l2。氣墊恰好頂起石板時(shí)，氣墊的中心至少離石板右端的支點(diǎn)O多遠(yuǎn)？2（2010恩施）如圖所示，把一根質(zhì)量是2kg且質(zhì)量均勻分布的木棒AOB從O點(diǎn)懸掛（AO=3OB），當(dāng)在B端掛一個(gè)重物時(shí)，木棒恰在水平位置平衡。求此重物的質(zhì)量是多少？答案：2kg3 (2010義烏)某科學(xué)興趣小組利用硬棒（質(zhì)量一可忽略不計(jì)）、細(xì)線、若干已知重力的物體、刻度尺等器材來研究杠桿平衡的條件。如圖所示，在 C 處掛一待測(cè)物體 B ，當(dāng)重為 8 牛的物體 A 掛在 D 處時(shí)，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺測(cè)得 OC 為 6 厘米，

17、OD 為 18 厘米。 ( 1 ）此時(shí)物體 B 的重力是多少牛？( 2 ）保持 O 點(diǎn)位置和物體 A 的重力不變，在 C 處掛上不同重力的物體，移動(dòng)物體 A 的位置，使硬棒在水平位置平衡，分別在 OE 上標(biāo)出相應(yīng)的重力值所對(duì)應(yīng)的刻度，就制成了一根能直接讀出待測(cè)物體重力的杠桿。問該杠桿的刻度是否均勻？請(qǐng)說明理由。 4（2010常州）如圖所示，一輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，A端用繩子系在豎直墻壁的B點(diǎn)，在杠桿的C點(diǎn)懸掛一重為20N的物體，杠桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)已知OA長為50cm，OC長為30cm，OAB=30 (1)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出繩子對(duì)杠桿拉力F的力臂 (2)拉力F的大小是多少?答案：解：1）F的力臂如圖所示。2）如圖，在RtOAD中，OAD=90，OD=1/2OA=1/2*50cm=25cm 根據(jù)杠桿平衡條件得：F*OD=G*OC 有F*25cm=20N*30cm 解得F=24N（三）、附加題訓(xùn)練5（2010湘潭）26（6分）如圖，長3.0m、重10N且密度不均勻的金屬桿，可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)用豎直向上的拉力F使金屬桿保持水平，測(cè)出O點(diǎn)到拉力F的距離及F的大小，再改變拉力F作用點(diǎn)的位置，測(cè)出相應(yīng)的F與x的大小，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)