九年级物理上册111杠杆课堂反馈新版苏科版.docx

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九年级物理上册111杠杆课堂反馈新版苏科版

一、杠　杆

图11－1－1

一　杠杆

1．定义：

物理学中，将在____________可绕一__________转动的硬棒称为杠杆．

2．杠杆的五要素

图11－1－2

支点：

杠杆绕着转动的点，常用O来表示．

动力：

使杠杆________的力，常用F1来表示．

阻力：

________杠杆转动的力，常用F2来表示．

动力臂：

从支点到______________的距离，常用l1来表示．

阻力臂：

从支点到______________的距离，常用l2来表示．

[说明]①杠杆在受力转动过程中不发生形变；杠杆一般都是“棒”形的，有的是直棒，有的是弯棒，还有一些是方形、圆形的物体，只要“在力的作用下能绕固定点转动”，都可以看作变形的杠杆．

②力臂是从支点到力的作用线的距离，即“点到线”的距离，“点”指的是支点，“线”指的是力的作用线，力的作用线就是力所在的直线；注意力臂不是支点到力的作用点的距离．

二　杠杆的平衡条件

1．杠杆平衡

杠杆________或____________，我们就说此时杠杆处于平衡状态．

[说明]“杠杆的平衡”不同于物体的“受力平衡”．

2．探究杠杆的平衡条件

（1）实验器材：

所需的器材除了杠杆、支架、细线、钩码外，还需要______________．

（2）实验装置：

如图11－1－3所示．

图11－1－3

（3）实验步骤：

①安装杠杆：

把杠杆中点支在支架上，调节杠杆两端的螺母使杠杆在______位置平衡．

②在杠杆左边挂上一定数量的钩码，用弹簧测力计在某一位置竖直拉住杠杆，使杠杠水平平衡，记录对应的阻力F2、阻力臂l2，弹簧测力计的拉力F1、动力臂l1.

③不断改变钩码的个数和钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡，重复步骤②，记录对应的F2、l2、F1、l1.

（4）实验结论：

杠杆的平衡条件是______________________，表达式是__________________，这个平衡条件也称为杠杆原理．

（5）评估交流

①实验前，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是让杠杆的重心在支点上，重力的力臂为________，以消除杠杆自重对实验的影响．

②在实验过程中，使杠杆在水平位置平衡，是便于________________．

③实验中改变钩码的个数或位置进行多次实验，目的是________________________________________________________________________．

④若改变弹簧测力计的拉力方向，弹簧测力计的示数将________，原因是________发生改变．

三　杠杆的分类

类型

示意图

力臂

关系

力的

关系

特点

应用

省力

杠杆

l1__l2

F1__F2

　省力但费距离

铡刀、

羊角锤

费力

杠杆

l1__l2

F1__F2

　费力但省距离

筷子、

钓鱼竿

等臂

杠杆

l1__l2

F1__F2

　既不省力也不省距离，既不费力也不费距离

天平

类型一　力臂的画法

例1如图11－1－4所示，用杠杆将物体A吊起，O点是支点，请画出拉力F1的力臂l1.

图11－1－4

[方法指导]力臂的画法

力臂是从支点到力的作用线的距离，画力臂就是画支点到力的作用线的垂线段．

根据已知力画对应力臂的步骤：

―→

―→

―→

类型二　探究杠杆的平衡条件

例22017·遵义改编小锦所在的实验小组用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码质量相等．

图11－1－5

（1）将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，他将杠杆左端平衡螺母向右调节到最大限度后，杠杆左端仍有轻微下沉，这时他应将右端的平衡螺母向________端调节，才能使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆自身重力的力臂为________．

（2）如图11－1－5甲所示是探究过程中的一个情境，接下来在两边钩码的下方各加一个相同的钩码，并将左端钩码移到左端离支点第三格处，为了使杠杆在水平位置平衡，应将右端钩码移动到右端离支点第________格处．

（3）通过不断改变两端所挂钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡，并记录各次实验数据，对数据进行分析后得出结论：

动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离．与其他小组交流后，小锦和其他小组成员又做了如图乙、丙、丁所示的三次实验，如图________所示实验能直接说明该结论是错误的．

[实验点拨]实验前，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是让杠杆的重心在支点上，重力的力臂为0，以消除杠杆重力对实验的影响；在实验过程中，使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂。

类型三　杠杆的分类

例32017·镇江下列工具在使用时属于费力杠杆的是（　　）

图11－1－6

[方法指导]两种方法判断实际生活中杠杆的类型

方法1：

先寻找杠杆的支点、动力作用点及阻力作用点，进而粗略判断出动力臂和阻力臂的大小关系，得出杠杆的类型．

方法2：

根据杠杆使用的目的进行判断，若是为了省力，则是省力杠杆；若是为了省距离，则是费力杠杆．

类型四　最小力的作图问题

例42016·连云港如图11－1－7所示，有一个杠杆AOB，可绕O点自由转动，A端吊着一个物体．请画出使杠杆在图示位置静止时最小力F的示意图及其力臂．

图11－1－7

[方法指导]判断最小力的方法

根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知：

当阻力和阻力臂的乘积一定时，动力与动力臂的大小成反比，即动力臂越长，动力就越小．所以要求作最小动力时，应先作出最长动力臂，再根据最长动力臂作出相应的最小动力．具体步骤：

第一步：

确定支点和动力作用点的位置，以让两点间距离最远为依据．第二步：

连接支点和动力作用点，所得线段即为最长动力臂．第三步：

根据由力臂作对应力的方法，作出最小力的示意图，注意力的方向的选择．

类型五　杠杆的动态平衡

例5如图11－1－8所示，轻质杠杆中点悬挂一重为60N的物体，在右端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是________；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将________（选填“变大”“变小”或“不变”）．

图11－1－8

[方法指导]杠杆动态平衡的解题技巧

有关动态杠杆的分析和计算，可以先找几个位置（一般为两个），在这几个位置的杠杆上将力和力臂都画出来，然后应用数形结合的方法，在所画图形中结合杠杆平衡条件及拉起过程中的变化分析求解．

课堂反馈

（一）A

[杠杆的五要素]

1．物理学中，将在________的作用下可绕____________转动的________棒称为杠杆．杠杆可以是直的，也可以是弯曲的．下列仪器或工具：

①量筒、②剪刀、③烧杯、④试管夹、⑤托盘天平、⑥弹簧测力计，它们在使用过程中，属于杠杆的是________（填序号）．

2．如图C11－1－1所示是用螺丝刀撬图钉的示意图，其中O点是__________，F1是__________，F2是________，l1是__________，l2是____________．

图C11－1－1

3．下列说法正确的是（　　）

A．支点一定在动力作用点和阻力作用点之间

B．杠杆的长度等于动力臂与阻力臂之和

C．动力作用点和阻力作用点一定都在杠杆上

D．从支点到动力作用点的距离叫动力臂

4．如图C11－1－2所示，一名同学在做俯卧撑，如果把人的躯干看作一个杠杆，该杠杆的支点是________（填图中字母），动力是________（选填“手掌对地面的压力”或“地面对手掌的支持力”），阻力是______________．

图C11－1－2

5．如图C11－1－3所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力．图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB、AC⊥OB.线段________（选填“OA”或“AC”）表示力F的力臂．

图C11－1－3

6．请在图C11－1－4中画出力F1和F2的力臂l1和l2.

图C11－1－4

课堂反馈

（一）B

[杠杆平衡条件]

1．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡．

（2）在如图C11－1－5所示的装置中，每个钩码重1N（杠杆上每格等距，杠杆自重不计），要使杠杆在水平位置平衡，小张在A处应挂________个1N重的钩码；而邻组的小强在B处施加一个竖直方向的力，也使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向应____________，大小为________N.

（3）本实验得出的杠杆平衡条件是________________________________________________________________________．

图C11－1－5

2．有一杠杆经过调节，处于水平平衡状态．如图C11－1－6所示，在A点悬挂三个钩码（每个钩码重均为0.5N），要使杠杆水平平衡，需在B点悬挂________个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，则弹簧测力计的拉力为________N；如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平平衡，弹簧测力计的示数将________（选填“变大”“变小”或“不变”）．

图C11－1－6

3．工地上搬运砖头的独轮车，车厢和砖头总重为G＝1000N，独轮车的有关尺寸如图C11－1－7所示．推车时，工人对车把向上的作用力F＝________N.

图C11－1－7

课堂反馈

（一）C

[杠杆的分类及应用]

1．动力臂小于阻力臂的杠杆是________杠杆；动力臂大于阻力臂的杠杆是________杠杆；动力臂等于阻力臂的杠杆是________杠杆．（均选填“省力”“费力”或“等臂”）

2．以下四幅图描绘的是杠杆在生活中的应用，其中属于省力杠杆的是__________，属于费力杠杆的是__________，属于等臂杠杆的是__________．（填相应的字母）

图C11－1－8

3．如图C11－1－9所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是（　　）

A．F1B．F2C．F3D．F4

图C11－1－9

4．如图C11－1－10所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，阻力将________，阻力的力臂将________，动力臂将________，动力F将________．（均选填“变大”“不变”或“变小”）

图C11－1－10

5．如图C11－1－11所示，杠杆上B端挂着重物G，若在A端施加一个最小的力F使杠杆在图中的位置平衡，请画出此力的示意图和力臂．

图C11－1－11

详解详析

【新知梳理】

一、1.力的作用下　固定点

2．转动　阻碍　动力作用线　阻力作用线

二、1.静止　匀速转动

2．

（1）弹簧测力计　（3）水平　（4）动力×动力臂＝阻力×阻力臂　F1l1＝F2l2　（5）0　测量力臂

多次实验得出普遍规律，避免结论具有偶然性

变大　动力臂

三、>　<　<　>　＝　＝

【应用示例】

例1　如图所示

例2　

（1）右　0　

（2）四　（3）丁

[解析]

（1）现在杠杆左端仍有轻微下沉，说明杠杆左端偏重，为使杠杆在水平位置平衡，这时应将右端的平衡螺母向右端调节．杠杆在水平位置平衡，此时杠杆自身重力的力臂为0.

（2）设一个钩码重为G，杠杆一个格长为L，左边加一个相同的钩码，并将左端钩码移到左端离支点第三格处，则左边力和力臂的乘积为F左L左＝4G×3L＝12GL，右边加一个相同的钩码，设右边的力臂为L右，则右边的力和力臂的乘积为F右L右＝3G×L右，为了使杠杆在水平位置平衡，F左L左＝F右L右，即12GL＝3G×L右，所以L右＝4L，他应将右端钩码移动到右端离支点第四格处．

（3）小锦得到“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”这个结论，是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图丁进行验证．

例3　A　[解析]镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确；如题图所示的剪子在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误．

例4　如图所示

例5　30N　不变

【课堂反馈】A

1．力　一固定点　硬　②④⑤

2.支点　动力　阻力　动力臂　阻力臂

3．C

4．B　地面对手掌的支持力　人自身的重力

5．OA

6．如图所示

【课堂反馈】B

1．

（1）左　

（2）2　竖直向上　1.2

（3）F1l1＝F2l2（或动力×动力臂＝阻力×阻力臂）

2．2　3　变大

3．300

【课堂反馈】C

1．费力　省力　等臂　2.BEFH　CDG　A

3．C

4．不变　变大　不变　变大

[解析]本题中阻力的大小和重力相等，所以阻力不变．从支点向阻力的作用线作垂线，从图可知，阻力臂将变大，动力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变．根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析动力变大．

5．如图所示