2021上海泸教版八下物理上课辅导讲义(解析版):02-杠杆分类及应用.pdf
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1、1/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 初二物理春季班 教师 日期 学生 课程编号 课型 同步 课题课题 杠杆分类及应用 教学目标 1知道杠杆的分类,能给生活中的杠杆归类 2理解并掌握杠杆的应用 3能应用杠杆平衡条件解决简单的实际问题 教学重难点 1掌握杠杆的分类和应用(考试要求 B;出题频率高) 2应用杠杆平衡条件解决实际问题(考试要求 B;出题频率高) 教学安排 版块 时长 1 知识梳理 30 分钟 2 例题解析 20 分钟 3 随堂检测 30 分钟 4 课堂总结 10 分钟 5 课后作业 25 分钟 6 能力提升 30 分钟 2/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 一、杠杆的分类
2、 1、省力杠杆:动力臂 L1_阻力臂 L2,杠杆平衡时动力 F1_阻力 F2。特点是_ _。例如:_、_、_。 2、 费力杠杆: 动力臂 L1_阻力臂 L2, 杠杆平衡时动力 F1_F2 阻力。特点是_。例如:_、 _、_。 杠杆分类及应用 知识梳理 知识梳理 支点 动力 动力 阻力 阻力 做踮起脚尖动作 做抬头动作 阻力 阻力 动力 动力 支点 支点 阻力 阻力 动力 动力 做拿起重物动作 3/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 3、等臂杠杆:动力臂 L1_阻力臂 L2,杠杆平衡时动力 F1_F2阻力。特点是_ _。例如:_。 4、根据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系判断: 若动力臂_阻力
3、臂,则是_杠杆;例如:羊角锤。 若动力臂_阻力臂,则是_杠杆;例如:钓鱼杆。 若动力臂_阻力臂,则为_杠杆。例如:天平。 5、根据杠杆平衡时动力和阻力大小关系判断: 当杠杆平衡时,若动力_阻力,则是_杠杆;例如:撬棒。 当杠杆平衡时,若动力_阻力,则是_杠杆;例如:缝纫机踏板。 当杠杆平衡时,若动力_阻力,则为_杠杆。例如:定滑轮。 【答案】1、;省力费距离;钢丝钳;手推车;开瓶器 2、;费力省距离;起重臂;人的前臂;理发剪刀 3、=;=;既不省力也不费力;天平 4、大于;省力小于;费力等于;等臂 5、小于;省力小于;费力等于;等臂 二、杠杆的动态变化 1、杠杆平衡分为_和_两种。 由 F1L
4、1=F2L2,提升重物时,公式可变换成 F1L1=GL2,则动力 F=_。 杠杆转到水平位置 动力作用线通过支点 4/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 2、当提升重物时,杠杆转到_位置是阻力臂达到最大值; 3、当动力的作用线经过_时,动力臂为零。 【答案】1、静止;匀速转动;L2G/L1 2、水平 3、支点 一、杠杆的分类及应用 知识点一:杠杆的分类知识点一:杠杆的分类 【例 1】以下杠杆中属于费力杠杆的是 ( ) 【难度】 【答案】D 【解析】A、B、C 选项分别是压水装置、钢丝钳、手推车都是动力臂大于阻力臂,动力小于阻 力,属于省力杠杆;D 选项是划船桨,动力臂小于阻力臂,动力大于阻
5、力,是费力杠杆。 【例 2】亮亮根据“分类法”将下列杠杆分成了四组,其中属于省力杠杆一组的是 ( ) A活塞式抽水机的手柄;起子 B钓鱼竿;道钉撬 C天平;理发剪 D筷子;剪铁皮的剪子 【难度】 【答案】A 【解析】A 选项,我们使用抽水机的手柄和起子的目的都是为了省力,并且在使用时都是动力 臂大于阻力臂,所以它们都是省力杠杆,符合题意; B 选项,我们使用钓鱼竿是为了省距离,并且在使用时动力臂小于阻力臂,它属于费力杠杆; 例题解析 例题解析 A B C D 5/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 在使用道钉撬时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,不符合题意; C 选项,天平是典型的等臂杠杆
6、;使用理发剪时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不符合题意; D 选项,使用筷子时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;使用剪铁皮的剪子是为了省力,并 且动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,不符合题意。故选 A 【例3】如图所示是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上,另一端 穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。当用力捏手把时,夹爪在拉绳的作用下可夹持物体,同时 弹簧被压缩;当松开手把时,夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中,手把和夹爪分别 是 ( ) A省力杠杆,费力杠杆 B费力杠杆,省力杠杆 C省力杠杆,省力杠杆 D费力杠杆,费力杠杆 【难度】 【答案】A 【解析】手把和夹爪的杠杆
7、示意图如下: 在使用手把时(图右侧),作用在手把处的力 F 是动力,拉绳对手把处的拉力是阻力 F1; 由图可以看出:动力臂要大于阻力臂,因此手把处是省力杠杆; 在使用夹爪时(图左侧),拉绳的拉力 F是动力,夹爪处受到的阻力 F2是阻力; 由图可以看出:动力臂要小于阻力臂,因此夹爪处是费力杠杆。故选 A 知识点二:杠杆的应用知识点二:杠杆的应用 【例1】如图所示,在扶正被风吹倒的树木时,下列措施中最合适的是 ( ) A绳直接系在 A 点 B绳直接系在 B 点 C在 A 点垫上橡皮,再系上绳 D在 B 点垫上橡皮,再系上绳 【难度】 6/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 【答案】C 【解析】
8、在树上垫上橡皮,再系上绳,增大树的受力面积、减小了对树的压强,以防损坏树木; 在 A 点系绳,增大了动力臂,在动力一定时,根据杠杆平衡条件知道,可以承受更大的风力。 故选 C 【例2】如图所示的轻质杠杆 OA 上悬挂着一重物 G,O 为支点,在 A 端用力使杠杆平衡。下列 叙述正确的是 ( ) A此杠杆一定是省力杠杆 B沿竖直向上方向用力最小 C此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆 D沿杆 OA 方向用力也可以使杠杆平衡 【难度】 【答案】C 【解析】A 选项,因无法确定动力臂的大小,所以无法确定它是哪种杠杆,故 A 错误; B 选项,沿垂直杠杆向上的方向用力,动力臂最大,动力最小,最省力,
9、故 B 错误; C 选项,因此杠杆的动力臂无法确定,所以它可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆,故 C 正确; D 选项,沿 OA 方向动力臂是零,杠杆无法平衡,故 D 错误;故选 C 【例 3】某小组同学研究杠杆的使用特点时,所用的器材有带有刻度的杠杆、若干个相同的钩 码、弹簧测力计等,O 为杠杆的支点。在杠杆 P 点上挂三个相同的钩码,先后四次用弹簧测力 计在 Q 位置沿不同方向向下拉提起重物,如图 A、B、C、D 所示,每次都能使杠杆处于水平位 置平衡。若以测力计的拉力为动力 F1,钩码对杠杆的作用力为阻力 F2,“动力的方向”用 QR 连线跟测力计拉力方向的夹角 表示,且 0 90 。请仔
10、细观察图中的操作和测量结果,然 后归纳结论。 (1)分析比较图(A)或(B)或(C)或(D)的操作和测量结果,可得到的初步结论: _; (2)分析比较图(A)和(B)和(C)和(D)的动力 F1与动力方向之间的关系,可得到的初 步结论:_。 【难度】 7/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 【答案】(1)当杠杆平衡时,动力、阻力作用在支点异侧时,这两个力朝向大致相同 (2)当杠杆平衡时,阻力、阻力臂相同,动力随着“动力的方向”即 QR 连线跟测力计拉力方 向的夹角 的增大而减小 二、杠杆的分类及应用 知识点一:杠杆动态平衡知识点一:杠杆动态平衡 【例 1】如图一轻质直杆可绕 O 转动,为提
11、高重物,用一个始终跟直杆垂直的力 F 使直杆由竖 直位置慢慢转动到水平位置,在这个过程中直杆为 ( ) A始终是省力杠杆 B始终是费力杠杆 C先是省力的,后是费力的 D先是费力的,后是省力的 【难度】 【答案】C 【解析】根据杠杆平衡原理可得:FLF=GLG。杠杆在竖直位置时:力臂 LG为零,然后逐渐变大 直至水平位置时的力臂 LG为 l,而力 F 的力臂一直是 l/2,故先 LF大于 LG再小于 LG;又因为 G 不变,故力 F 先是省力杠杆,再是费力杠杆。答案选 C。 【例2】用右图所示的轻质杠杆提升重物,设作用在 A 端的力 F 始终竖直向下,在将重物慢慢 提升到一定高度的过程中,F 的
12、大小将 ( ) A保持不变 B逐渐变小 C逐渐变大 D先变大,后变小 【难度】 【答案】A 方 法 与 技 巧 杠杆可以分为三类: 省力杠杆:L1L2、F1F2、费距离; 费力杠杆:L1F2、省距离; 等臂杠杆:L1=L2、F1=F2; 判断杠杆类型的方法: (1)比较力臂之间的关系(2)比较动力和阻力的大小关系 8/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 【解析】 根据杠杆平衡原理可得: FLF=GLG。 重力和 F 始终竖直向下, 故 LG:LF=OA:OB 为定值, 又因为重力 G 不变,可得力 F 保持不变。答案选 A 【例3】如图所示在一个轻质杠杆的中点挂一重物 G,在杆的另一端施加
13、一个动力 F,使杠杆保 持平衡,然后向右转动 F 至水平方向,这一过程中 F 变化情况是 ( ) A一直增大 B一直减小 C先变小后变大 D先变大后变小 【难度】 【答案】C 【解析】根据杠杆平衡原理可得:FLF=GLG。力 F 由竖直转到 水平位置过程中,力臂先变大后变小,G 不变,故力 F 先变小再变大。答案选 C 知识点二:杠杆平衡计算知识点二:杠杆平衡计算 【例 1】如图是我国传统计量工具杆秤的结构示意图,O 点是提纽,左边是秤盘,右边的秤砣 用细线悬挂于秤杆上。若秤砣质量 m0=100g,秤盘悬挂点到提纽的距离 L1=10cm,秤盘中未放 物体时,系秤砣的细线在距提纽 L2=5cm
14、时,秤杆在水平位置平衡,秤杆和细线的质量不计(g 取 10N/kg)。求: (1)秤盘质量; (2)当系秤砣的细线在距提纽 L3=40cm 时,秤盘 中被称物体质量多大? 【难度】 【答案】(1)50g (2)350g 【解析】(1)由杠杆平衡条件得:m1gL1=m0gL2;m1=50g (2)设秤盘和被称物体的总质量为 M,被称物体的质量为 m2,则 m2=M-m1; 由杠杆平衡条件得:MgL1=m0gL3;则 M=400g; 可得 m2=350g 9/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 【例 2】假期里,小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。活动要求是:家庭成员中 的任意两名成员
15、分别站在如图所示的木板上,恰好使木板 水平平稳。 (1)若小兰和爸爸的体重分别为 400N 和 800N,小兰站在距离中央支点 2m 的一侧,爸爸应站 在距离支点多远外才能使木板水平平衡? (2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上,现在他们同时开始匀速相向行走,小兰的速度是 0.5m/s,爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏? 【难度】 【答案】(1)爸爸应站在距离支点1m 处才能使木板水平平衡 (2)爸爸的速度是0.25m/s 就能使木板水平平衡不被破坏 【解析】(1)小兰和爸爸对杠杆施加的力分别为 F1=400N,F2=800N,F1的力臂 l1=2m,根据 杠杆平衡条件 F1l1=
16、F2l2,所以,400N2m=800Nl2,所以,l2=1m (2)设:小兰和爸爸匀速行走的速度分别为 v,行走时间为 t,要保证杠杆水平平衡, 则有 F1(l1-0.5m/st)=F2(l2-vt),400N(2m-0.5m/st)=800N(1m-vt),v=0.25m/s 1、下列工具中,属于省力杠杆的是 ( ) A夹邮票用的镊子 B理发师修剪头发用的剪刀 C剪铁丝用的钢丝钳 D钓鱼用的鱼竿 【难度】 【答案】C 2、下列杠杆属于费力杠杆的是 ( ) A扫地用的扫帚 B开瓶盖用的起子 C称物体质量的天平 D撬石头用的撬棒 随堂检测 随堂检测 方 法 与 技 巧 分析杠杆动态平衡和杠杆平衡
17、计算,都一定要牢记杠杆的平衡条件 F1L1=F2L2,在杠杆动态平衡时,准确判断动力、阻力、动力臂、阻力臂的 大小变化情况,是解题的关键。 10/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 【难度】 【答案】A 3、园艺师傅用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴 O 靠近,这样做的目的是为了 ( ) A增大阻力臂,减小动力移动的距离 B减小动力臂,减小动力移动的距离 C增大动力臂,省力 D减小阻力臂,省力 【难度】 【答案】D 4、如图所示,OA5分米,OB4分米,AC3分米,B 点所挂 物体重为20牛,当杠杆水平平衡弹簧秤的示数为 ( ) A20牛 B25牛 C15牛 D30牛 【难度
18、】 【答案】A 5、如图所示是一个指甲刀的示意图;它由三个杠杆 ABC、OBD 和 OED 组成,用指甲刀剪指甲时, 下面说法正确的是 ( ) A三个杠杆都是省力杠杆 B三个杠杆都是费力杠杆 CABC 是省力杠杆,OBD、OED 是费力杠杆 DABC 是费力杠杆,OBD、OED 是省力杠杆 【难度】 【答案】C 6、如图是安置在公路收费站栏杆的示意图,当在 A 处施加一个力时,可将栏杆逆时针拉起来,它 是一个 ( ) A省力杠杆 B费力杠杆 C等臂杠杆 D无法确定 【难度】 A 11/19 初二物理春季课程 杠杆分类及应用 【答案】B 7、如图所示 O 为杠杆的支点,在 A 端加一个动力(图中
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