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1、蘇科版九上物理第十一章 第一節(jié) 杠桿
知識(shí)點(diǎn)梳理
1、 杠桿:一根硬棒,在力的作用下如果能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),這根硬棒就叫杠桿
2、 杠桿的五要素:
(1) 支點(diǎn):使杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)O
(2) 動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1
(3) 阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2
(4) 動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離l1
(5) 阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離l2
3、杠桿的平衡條件:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂
4、杠桿的類型
(1)省力杠桿:省力,但費(fèi)距離;動(dòng)力臂大于阻力臂,如拔釘子用的羊角錘、剪刀等
(2)費(fèi)力杠桿:費(fèi)力,但省距離;動(dòng)力臂小于阻力臂,如釣魚(yú)竿、鑷子等
(3)等臂
2、杠桿:既不省力也不費(fèi)力,動(dòng)力臂等于阻力臂,如天平、定滑輪等
5、備注:
(1)杠桿可以是直的也可以是彎的
(2)力臂的支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離,而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。
(3)畫(huà)力臂的步驟:①找支點(diǎn)②作力的作用線③從支點(diǎn)向力的作用線畫(huà)垂線④標(biāo)出力臂
(4)若F1l1≠F2l2,則杠桿的平衡被破壞,原來(lái)靜止的杠桿就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),反之則向F2的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
(5)杠桿平衡:杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
重難點(diǎn)突破
杠桿及杠桿五要素
例1:如圖所示,開(kāi)瓶蓋的起子可以看作是一個(gè)杠桿,在圖中能正確表示開(kāi)瓶蓋時(shí),杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力的是( )
A.
3、 B. C D
分析:(1)瓶蓋緊緊的套在瓶口上,要使瓶蓋打開(kāi),要克服瓶蓋和瓶口之間的摩擦力,瓶蓋給起子的力是向下的,利用杠桿克服這個(gè)摩擦力。
2)動(dòng)力F1使杠桿繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),阻力F2阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng),杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下,保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
解答:
A、要把瓶蓋打開(kāi),要克服瓶蓋和瓶口之間的摩擦力,瓶蓋給起子的阻力是向下的.不符合題意。
B、瓶蓋給起子的阻力是向下的.動(dòng)力和阻力都使繞支點(diǎn)O順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).不符合題意.
C、瓶蓋給起子的阻力是向下的.動(dòng)力是起子繞支點(diǎn)
4、O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),阻力繞支點(diǎn)O順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).符合題意.
D、如圖,動(dòng)力和阻力都使起子繞支點(diǎn)O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).不符合題意.
例2:如圖所示,工人師傅將油桶推上臺(tái)階,下列說(shuō)法正確的是( )
A.這不能看作杠桿,因?yàn)橛屯笆菆A的
B.這不能看作杠桿,因?yàn)闆](méi)有支點(diǎn)
C.這可以看作杠桿,因?yàn)闈M足杠桿的所有條件
D.這可以看作杠桿,支點(diǎn)就是橫截面的圓心
分析:本題主要考查對(duì)杠桿極其支點(diǎn)定義的記憶,能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿,杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)叫支點(diǎn)
解:由圖可知工人師傅將油桶推上臺(tái)階的過(guò)程中,在推力(可以看作動(dòng)力)作用下,油桶繞著與臺(tái)階的接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),油桶的重力可以看作阻力,因此滿足杠桿的所有條件
5、,可以看作杠桿。選C
練習(xí)1下列說(shuō)法正確的是( )
A. 杠桿的支點(diǎn)一定在杠桿上 B.杠桿的長(zhǎng)度就是動(dòng)力臂與阻力臂之和
C.使用杠桿不可能省距離,但可能省力 D.杠桿的支點(diǎn)一定在動(dòng)力作用點(diǎn)與阻力作用點(diǎn)之間
練習(xí)2如圖所示,是自卸車的示意圖,車廂部分可視為杠桿,
則支點(diǎn)是 ,動(dòng)力是 , 阻力是 ,
物體放在車廂后部是 (省力or 費(fèi)力)
畫(huà)力臂
例3.下列關(guān)于力F1力臂的作圖中,正確的是( )
A. B. C. D.
解析:根據(jù)力臂的畫(huà)法進(jìn)行分析,動(dòng)力臂即支
6、點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離
例4.如圖是列車是售食品的手推車,當(dāng)前輪遇到障礙物時(shí),售貨員向下按扶把,使手推車前輪向上翹起,請(qǐng)畫(huà)出售貨員所用的最小動(dòng)力及其力臂。
分析:首先應(yīng)找到本題的支點(diǎn)在后輪的著地點(diǎn),其次知道使手推車前輪向上翹起,阻力為手推車的重力,阻力臂為支點(diǎn)到重力作用線的距離,阻力與阻力臂的乘積是定值,最后能根據(jù)杠桿平衡條件,分析出動(dòng)力臂最長(zhǎng)時(shí)動(dòng)力最小,支點(diǎn)到動(dòng)力的作用點(diǎn)的距離為動(dòng)力臂最長(zhǎng)。
練習(xí)3.如圖所示,動(dòng)力F的力臂是( )
A.BC B.OC C.OB D.OD
練習(xí)4.如圖所示,F(xiàn)1、F2、
7、F3、G四個(gè)力中,力臂最長(zhǎng)的一個(gè)力是( ?。?
A.F1 B.F2 C.F3 D.G
練習(xí)5如圖甲所示,當(dāng)用指甲剪剪指甲時(shí),指甲剪可以看成是多個(gè)杠桿的組合.乙中畫(huà)出剪指甲時(shí)其中一個(gè)杠桿DBE的動(dòng)力臂L1和阻力F2.
杠桿類型與杠桿平衡條件
例5、如圖所示的四個(gè)用具中,屬于費(fèi)力杠桿的是( ?。?
A. B. C. D.
例6、一、阻力一定,判斷動(dòng)力的變化情況
如圖所示,輕質(zhì)杠桿可繞o轉(zhuǎn)動(dòng),在A點(diǎn)始終受一垂直作用于
杠桿的力,在從A緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)A’位置時(shí),力F將( )
A. 變大 B.變小 C.先變大,后變小 D.先變小,后變大
分析:此題考查力矩的
8、動(dòng)態(tài)平衡,只需找到F力矩和重力力矩平衡,而重力不變,找到力臂的變化即可求解
解:在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,力F的力矩克服重力力矩而使杠桿運(yùn)動(dòng),可認(rèn)為二力距相等,重力不變,而重力的力矩在杠桿水平時(shí)最大,所以從A到A’過(guò)程中重力力矩先變大后變小
練習(xí)6、如圖所示,一直桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),杠桿下端掛一重物,為了提高重物,用一個(gè)始終跟杠桿垂直的力使杠桿由豎直位置慢慢轉(zhuǎn)到水平位置,在這個(gè)過(guò)程中直桿( ?。?
A. 始終是省力杠桿
B.始終是費(fèi)力杠桿
C.先是省力的,后是費(fèi)力的
D.先是費(fèi)力的,后是省力的
分析:本題主要考察兩方面知識(shí):
(1) 力臂的概念:從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫做力臂
(2)
9、 運(yùn)用杠桿平衡條件分析動(dòng)力大小的變化
由圖可知?jiǎng)恿1的力臂始終保持不變,物體的重力G始終大小不變,在杠桿從豎直位置向水平位置轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,重力的力臂逐漸增大,在L2<L1之前杠桿是省力杠桿,在L2>L1之后,杠桿變?yōu)橘M(fèi)力杠桿
課堂小練
1. 杠桿的平衡條件是__________________________________。根據(jù)使用杠桿時(shí)的用力情況,我們可以把杠桿分為 杠桿和 杠桿。在我們平常所使用的工具中,理發(fā)師用的剪刀屬于 杠桿,剪斷鋼筋用的剪刀就是 杠桿,而我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中用來(lái)測(cè)量物體質(zhì)量的工具則屬于 杠桿。
2.省力杠桿的動(dòng)力臂___
10、___阻力臂,費(fèi)力杠桿的動(dòng)力臂_____阻力臂;若動(dòng)力臂的長(zhǎng)度是阻力臂長(zhǎng)度的三倍,則動(dòng)力是阻力的_______________。
3. 如果使用杠桿是為了省力,那么動(dòng)力臂應(yīng)當(dāng) 阻力臂;如果為了少移動(dòng)距離,那么動(dòng)力臂應(yīng)當(dāng) 阻力臂。無(wú)論使用哪種杠桿,都 既省力又少移動(dòng)距離。
4. 用杠桿去撬動(dòng)一塊石頭,如果杠桿的動(dòng)力臂長(zhǎng)2m,阻力臂長(zhǎng)40cm,那么只要用 N的力就能撬起重500N的一塊石頭。
5.下列關(guān)于杠桿的說(shuō)法中,正確的是 ( )
A.支點(diǎn)總位于動(dòng)力作用點(diǎn)與阻力作用點(diǎn)之間 B.動(dòng)力臂越長(zhǎng),總是越省力
C.動(dòng)力臂與阻力臂的比值越大,就越省力
11、
D.動(dòng)力作用方向總是與阻力作用方向相反
6.小明在進(jìn)行小整理時(shí),需要剪一塊白鐵皮,最好是選用圖8中剪刀的( )
7.一根輕質(zhì)杠桿,在力的作用下已經(jīng)平衡,現(xiàn)在對(duì)杠桿再施加一個(gè)作用力,則( )
A.杠桿不可能再保持平衡 B.杠桿有可能再保持平衡
C.杠桿一定能保持平衡 D.要根據(jù)力的大小才能做出判斷
8.筷子是中國(guó)和其他部分亞洲國(guó)家特有的用餐工具,筷子是 ( )
A.費(fèi)力杠桿,但省距離 B.省力杠桿,且省距離
C.省力杠桿,但費(fèi)距離 D.等臂杠桿,既不省力也不費(fèi)力
9.如圖所示,AOB為一杠桿,O為支點(diǎn),杠桿重不計(jì),AO=OB。在
12、杠桿右端A處用細(xì)繩懸掛重為G的物體,當(dāng)AO段處于水平位置時(shí),為保持杠桿平衡,需在B端施加最小的力為F1;當(dāng)BO段在水平位置時(shí)保持杠桿平衡,這時(shí)在B端施加最小的力為F2,則( )
A.F1F2 C.F1=F2 D.無(wú)法比較
10. 如圖所示,一根木棒AB在O點(diǎn)被懸掛起來(lái),AO=OC,在A、C兩點(diǎn)分別掛有兩個(gè)和三個(gè)相同的鉤碼,木棒處于水平平衡,如在木棒的A C兩點(diǎn)各增加一個(gè)同意的鉤碼,則木棒()
A.繞o點(diǎn)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) B.繞o點(diǎn)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
C.仍保持平衡 D.平衡被破壞,轉(zhuǎn)向不一定
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