20182019學年八年級物理下冊第十二章杠桿認知講義新人教版

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3漫畫釋義杠桿的認知

知識互聯(lián)網(wǎng)

35模塊一杠桿的五要素

知識導航

杠桿定義在力的作用下,能繞某固定點轉動一根硬棒.

支點:杠桿繞著轉動的點(圖中O點).

動力:使杠桿轉動的力(圖中的F1).

阻力:阻攔杠桿轉動的力(圖中的F2).

4.動力臂:從支點到動力作用線的距離(圖中l(wèi)1).杠5.阻力臂:從支點到阻力作用線的距離(圖中l(wèi)2).桿的認杠桿五要素識

夯實基礎

【例1】關于杠桿,以下說法中正確的選項是（）

杠桿必然是一根直的硬棒

杠桿的支點就是杠桿繞著轉動的點

作用在杠桿上的動力和阻力方向必然相同

力臂是支點到力的作用點的距離

【答案】B

【例2】畫出以下列圖拉力F的力臂.

F

B

OA

【答案】以下列圖.

37L

F

B

OA

【例3】以下列圖中O是杠桿的支點,在圖中畫出動力F1和阻力F2的力臂.

【答案】略

能力提升

【例4】以下列圖,當人曲臂將重物端起時,人的前臂能夠看作一個杠桿.請在表示圖上畫出

F1和F2的力臂.

【答案】如右圖所示.

模塊二杠桿的平衡條件

知識導航

杠桿平衡杠桿處于靜止狀態(tài)或繞支點勻速轉動時,都叫杠桿平衡.

1.調治杠桿兩端的螺母,使杠桿在不掛鉤碼時杠平衡.實驗裝置以以下列圖所示2.給杠桿兩端掛上不相同數(shù)量的鉤碼,搬動鉤碼桿的地址,使杠桿平衡.的平實驗步驟3.1支點左側的把支點右側的鉤碼重量看作F,衡鉤碼重量看作阻力F2;量出杠桿平衡時的動條力臂l1和阻力臂l2.件改變力和力臂的數(shù)值,再做幾次試驗,解析數(shù)據(jù)獲取杠桿的平衡條件.

平衡方程動力動力臂=阻力阻力臂即:F1l1F2l2

夯實基礎

【例5】關于杠桿平衡,以下說法中正確的選項是（）

A.杠桿平衡時,杠桿必然處于水平方向

B.杠桿平衡時,所碰到的力的方向可能不相同

C.杠桿平衡時,杠桿必然處于靜止狀態(tài)

D.杠桿平衡時,動力乘以支點到動力作用點的距離等于阻力乘以支點到阻力作用點的距離

【答案】B

夯實基礎

【例6】“研究杠桿的平衡條件”的實驗.

(1)當杠桿如圖甲所示時,第一應當將平衡螺母向搬動(填“左”或“右”),

使杠桿在地址平衡.

39

圖甲圖乙

調治好杠桿后,在支點兩側掛上數(shù)量不相同的鉤碼(每個鉤碼質量相同,杠桿上相鄰

刻線距離相等),如圖乙所示.以下說法正確的選項是.(多項選擇)A.小王松手后,杠桿不能夠平衡,右側下沉B.兩側鉤碼都向支點搬動一格,杠桿能夠平衡C.在右側鉤碼下增加一個鉤碼,杠桿能夠平衡D.在兩側鉤碼下都增加一個鉤碼,杠桿能夠平衡

若在圖丙中A處掛4個50g的鉤碼,要使杠桿水平平衡,作用在端點B處豎直向上

的拉力應為N.

圖丙圖丁

(4)圖丁中的錯誤是;若按圖示操作,鉤碼總重1.5N,

彈簧測力計的示數(shù)將0.75N(填“大于”、“小于”或“等于”).

【答案】(1)左;水平(2)BD(3)1.5(4)彈簧測力計沒有豎直向上拉;大于

【例7】小希用一個最大測量值為10N的彈簧測力計測量一個西瓜的重力.小希用網(wǎng)兜將西瓜掛在木棒上的B點,將棒的一端放在桌邊,用掛在A點的彈簧測力計拉起木棒,使木O棒在水平川點平衡,以下列圖.此時彈簧測力計讀數(shù)為8N.用刻度尺測出AB＝5BO,不計棒重、網(wǎng)兜重.這個西瓜重N.

【答案】48

【例8】用一條長2m的扁擔挑物品,前后分別掛有300N和200N的箱子,要使扁擔保持平衡,

肩應離扁擔前端m.

【答案】

能力提升

【例9】同學們利用實驗共同考據(jù)“杠桿的平衡條件”.實驗中使用的杠桿刻線均勻,每個鉤

碼的質量都相等.

杠桿初始狀態(tài)如圖甲所示,為使杠桿處于水平平衡狀態(tài),此時應將杠桿右端的平

衡螺母向右調治,也能夠將杠桿左端的平衡螺母向調治.

杠桿調治達成后,莉莉在杠桿支點兩側掛的鉤碼如圖乙所示,若是此時莉莉不再支撐杠桿,杠桿不能夠靜止在水平川點.同學們給出了自己的判斷和建議:

①小紅說,把右側的鉤碼減掉一個,杠桿就平衡了②小林說,把左側的鉤碼向左搬動一格,杠桿就平衡了③小健說,在左側的鉤碼下增加一個鉤碼,杠桿就平衡了④小東說,在右側的鉤碼下增加一個鉤碼,并向左搬動一格,杠桿也能夠平衡你認為誰說對了(填序號).【答案】(1)右;(2)①②④【例10】小寧想研究杠桿平衡時動力和動力臂的關系.實驗過程中,小寧保持阻力為3N,阻力臂為不變,爾后改變動力臂L和動力F,并保持杠桿水平平衡,分別測量出動力11臂L1和動力F1的數(shù)據(jù)以下表所示.請你依照實驗條件和實驗數(shù)據(jù)幫助小寧歸納出動力F1跟動力臂L1的關系:在的條件下,F1=.L/m11/N234612F【答案】杠桿平衡時,當阻力與阻力臂的乘積保持不變時,mL1

41

【例11】以下列圖,有一可繞中點O轉動的輕質細桿,桿上相鄰刻度線之間的距離都是相等的.

小剛用這套實驗器材研究杠桿平衡條件,他使桿在水平川點平衡后,在桿的A刻線處

掛了2個鉤碼后,在桿的B刻線處也掛了2個鉤碼,桿在水平川點平衡.當他在B刻線處改掛1個鉤碼后,桿失去了平衡.小剛由此得出結論:只有施加在桿中點兩側的力大小相等時,桿才能在水平川點平衡.請你利用上述器材經(jīng)過實驗說明小剛的說法是

錯誤的.請你寫出主要實驗步驟和相應的實驗現(xiàn)象.

【答案】(1)使桿在水平川點平衡后,在桿的中點O左側距O點1格處掛2個鉤碼,在桿的中點右側距O點1格處掛2個鉤碼,桿在水平川點平衡；O在桿的中點O左側距O點1格處掛2個鉤碼,在桿的中點O右側距O點2格處掛1個鉤碼,桿在水平川點平衡.桿中點兩側施加的力大小不等,桿在水平川點也平衡了,說明小剛的說法是不正確的.

模塊三杠桿的種類

知識導航動力臂大于阻力臂,即l1＞l2,動力小于阻力,F1＜F2.(省力杠桿費距省力杠桿離)比方:抽水機的手柄、剪鐵皮的剪刀、鉗子、鍘刀、獨輪車、起瓶蓋的杠起子、動滑輪、滑輪組等等.桿動力臂小于阻力臂,即l1＜l2,動力大于阻力,F1＞F2.(費力杠桿省距的費力杠桿離)種比方:理發(fā)的剪刀、垂釣桿、鑷子等等.類動力臂等于阻力臂,即l1＝2,動力等于阻力,1＝2.等臂杠桿lFF比方:天平、定滑輪等等

夯實基礎

【例12】以下工具在使用時,屬于哪一各種類杠桿?(在空格處填“省力”、“費力”或“等臂”)

(1)(2)(3)(4)(5)

(6)(7)(8)(9)

(1)用筷子夾取食品:杠桿(2)用理發(fā)剪剪頭發(fā):杠桿(3)用垂釣竿垂釣:杠桿(4)用鑷子夾取砝碼:杠桿(5)用船槳滑水:杠桿(6)用鐵鍬鏟土:杠桿(7)用天平稱質量:杠桿(8)用起子打開瓶蓋:杠桿(9)用扳手擰緊螺絲:杠桿【答案】(1)(2)(3)(4)(5)為費力杠桿;為等臂杠桿;

43(6)(8)(9)為省力杠桿.

【例13】以下說法正確的選項是()

動力臂比阻力臂長的杠桿必然省力

有些杠桿可能既省力又省距離

動力與動力臂的乘積必然等于阻力與阻力臂的乘積

力臂是指從支點到力的作用點的距離

【答案】A

【例14】以下列圖,起瓶器開啟瓶蓋時,可看作是()

以B點為支點的費力杠杠

以B點為支點的省力杠杠

以A點為支點的費力杠杠

以A點為支點的省力杠杠

【答案】D

能力提升

【例15】以下列圖是一個指甲刀的表示圖,它是由三個杠桿ABC、OBD和OED組成,在用指甲刀時,下面說法正確的選項是()

三個杠桿都是省力杠桿

三個杠桿都是費力杠桿

ABC是省力杠桿,OBD、OED是費力杠桿

ABC是費力杠桿,OBD、OED是省力杠桿

【答案】C

【例16】以下列圖是某建筑工地上工人師傅抬起手推車的狀況,為

了減少工人師傅的用力,在不卸磚的狀況下,應當把磚盡

可能向碼放(選填“前”或“后”),同時手握車把

處盡量向移(選填“前”或“后”);若是工人推

著車登臺階應當怎么

辦?.

【答案】前;后;此時支架是支點,磚此后碼放,手此后搬動

模塊四杠桿中最小力問題

知識導航

由杠桿的平衡條件:動力動力臂=阻力阻力臂(F1l1F2l2)可知,要使動力最小,必定動力臂最大.要使動力臂最大應做到:

在杠桿上找一點,使這點到支點的距離最遠;

動力方向應當是過該點且和該連線垂直的方向.

夯實基礎

【例17】以下列圖,要把石塊撬起,所施加的四個力中最小的是()

A.F1B.F2C.F3D.F4

【答案】B

【例18】在圖中,畫出使輕質杠桿保持平衡的最小的力F的表示圖(要求保留作圖印跡)

【答案】動力臂最大時,動力最小,故動力作用點與支點連線為動力臂,力與動力臂垂直.

45如右圖所示.

【例19】以下列圖,要把圓筒B推登臺階.請在圖中畫出最小推力F.

【答案】如右圖所示.

能力提升

【例20】以下列圖,輕質杠桿ABO能繞O點自由轉動,若在杠桿尾端A點施加一個力提起重物

G,使杠桿在水平川點平衡,則此杠桿(選填“必然”或“不用然”)是省力

杠桿;若在A點施加一個最小的力使杠桿在水平川點平衡,此力的方向是.

【答案】不用然;垂直于OA向上

【解析】A點力的方向不相同,力臂的大小則不相同,不能夠確定動力臂與阻力臂的大小關系,所以

此時杠桿不用然省力;若在A點施加一個最小的力,應使其力臂最長OA,所以力應垂直于OA向上.

【例21】某次刮暴風時把一棵大樹吹倒了,需要兩個工人把它扶起,工人們想到了以下列圖的

四種方案,每一個人所需拉力最小的方案是()

【答案】B

模塊五杠桿的計算問題

夯實基礎

【例22】以下列圖中,若是OA:OB=2:5;甲、乙體積比為3:1;則甲、乙質量之比為,

密度之比為.

【答案】5:25:6

【例23】以下列圖,OB為一輕質杠桿,O為支點,OA=0.3m,OB=0.4m,將重30N的物體懸掛在B

點,當杠桿在水平川點平衡時,在A點最少需加N的拉力,這是一個

(選填“省力”或“費力”)杠桿.

【答案】40;費力

【例24】以下列圖,密度均勻的直尺AB,放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部分是全長的1.3當B端掛5N的重物時,直尺的A端恰好開始翹起,則直尺所受的重力是N.

【答案】10

47

能力提升

【例25】“塔吊”是建筑工地上寬泛使用的一種起重設備,以下列圖是“塔吊”的簡化圖.OB是豎直支架,ED是水平臂,OE段叫平衡臂,E端裝有配重體,OD段叫吊臂,C處裝有滑輪,能夠在)O、D之間搬動.已知OE=10m,OC=15m,CD=10m,若在C點用此塔吊能起3

時能夠安全起吊重物的最大質量是kg.(不計“水平臂”和滑輪重力)

【答案】×103;900

【例26】以下列圖的杠桿每小格的長度均相等,質量不計,O為支點.當杠桿右側掛一個重4N的物體B時,杠桿在水平川點平衡.此時物體A對水平桌面的壓力為3N.則物體A碰到的重力為N;若物體B向右搬動1小格,則此時物體A對水平桌面的壓力應為

N.

O

B

A

【答案】5;2

實戰(zhàn)演練

【練1】以下列圖是鍘刀鍘草時的表示圖

.

請在圖中畫出作用在鍘刀上的動力

F1、阻力

F2的力

臂.

【答案】以下列圖.

【練2】以下列圖的各種用具在使用中,屬于省力杠桿的是()

托盤天平鋼絲鉗鑷子垂釣竿ABCD【答案】B【練3】甲、乙兩同學用一根2m長的輕扁擔抬重為500N的重物,重物距甲同學一端80cm處.甲、乙兩同學肩負的壓力分別為和N.【答案】300N;200【練4】若要將以下列圖的車輪高出阻攔物,則在推車輪子時,選擇在點用力最小.FAFCBF【答案】C【練5】以下列圖,輕質木桿AB能夠繞O點轉動,OA的長度是OB的三倍,A端細線下所掛280N的重物靜止在水平川面上,在B點用600N的動力豎直向下拉動,木桿靜止不動,則重物對水平川面的壓力為N,此木桿為(填“省力”、“費力”或“等臂”)杠桿.

49

【答案】80;費力

51

阿基米德的“理想”阿基米德出生在二千多年前的敘拉古.11成了歐幾里得的弟子埃拉托色尼和卡恩的學生

的阿基米德抵達山大,好運地

,向他學數(shù)學、天文學和力學

.

埃及人素來用尼河水灌田,但是河床低,田地高,夫只能用水桶拎水地,費力功夫.阿基米德想呀想,畫出了一水的草.“您依照個子做吧.他”木匠,幾往后,他竟然做出來了,阿基米德扛起個怪玩兒,素來走到莊稼地里.他把螺桿的一放到河水里,朝一個方向手柄,哈,只河水

“咕”地從“怪物”的端冒出來,不斷地流到田地里.奇景生了：水往高流！此后的機、大船的螺旋,甚至小小的螺,那都是阿基米德螺桿的后代.

阿基米德確定了代微分算的基.今天的大學理工科學生,都需要學

阿基米德開的微分.最幽默的是阿基米德關于體的：他把水倒柱體

又把內(nèi)接球放去;他了個內(nèi)接球的體,恰好等于外包的柱體的容量的

三分之二.今天,我所有的立體量,都是從阿基米德開始的.

,

有一次,國王：“要你表演,不要空洞的理??”阿基米德望著國王：

“陛下,我一個支點,我能夠起地球！”到“哪里去找一個支點能把