2022华师大版九上科学5.1杠杆（2） 学案（含答案）

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2022华师大版九上科学 5.1杠杆（2）学案
姓名
[学习目标]：
1、知道杠杆平衡的条件
2、知道杠杆的类型及应用
一、知识点梳理：
知识点1、杠杆的平衡条件
1、杠杆平衡：是指杠杆 或 。
2、实验前：应调节杠杆两端的 ，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是 。
3、结论：杠杆的平衡条件是 。写成公式F1L1＝F2L2也可写成F1/F2＝L2/L1。
说明：分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清 和 ；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。）
解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂 ，要使动力臂最大需要做到：①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离 ；②动力方向应该是过该点且和该点到支点的连线 的方向。
知识点2、杠杆的类型
杠杆的三种基本类型：
a （如 ）；b （如 ）；c （如 ）。
二、例题讲解：
例题1、如图所示，杠杆处于平衡状态，作用在A点的4个力中力臂最大的是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
（例题1图） （例题2图）
例题2、如图4所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,下列等式能正确表示杠杆平衡条件的是( 　　)
A.F×OC=G×OB B.F×AC=G×OB C.F×OA=G×OB D.F×AD=G×AB
例题3、下列四个图中的杠杆能平衡的是(　　)
例题4、如图所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是(　 　)
A.杠杆仍能平衡 B.杠杆不能平衡,右端下沉
C.杠杆不能平衡,左端下沉 D.无法判断
（例题4图） （例题5图）
例题5、如图所示,将长为1.2m的轻质木棒平放在水平方形台面上,左、右两端点分别为A、B,它们距台面边缘处的距离均为0.3m。在A端挂一个重为30N的物体,在B端挂一个重为G的物体
（1）若G=30N,台面受到木棒的压力为　　　　N。
（2）若要使木棒右端下沉,B端挂的物体重力至少要大于　　　　N。
（3）若B端挂物体后,木棒仍在水平台面上静止,则G的取值范围为　　　　N。
三、随堂练习：
1、如图所示，下列工具的使用，属于费力杠杆的是(　　)
2、校工用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了(　　)
A．增大阻力臂，省力 B．减小阻力臂，省力 C．增大动力臂，方便 D．减小动力臂，方便
3、小明小组利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”时，在杠杆两侧挂上不同个数的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，这样三次实验后得出结论：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，下列能帮助他得出正确结论的操作是(　　)
A．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉 B．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉
C．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉 D．增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性
（第3题图） （第4题图）
4、如图，保持杠杆在水平位置平衡，其他条件不变，下列操作能使弹簧测力计示数变大的是（　　）
A．保持弹簧测力计不变，减少钩码的个数
B．保持弹簧测力计不变，将钩码悬挂点的位置向右移
C．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜
D．保持拉力方向不变，将弹簧测力计悬挂点的位置向右移
5、如图，一根杠杆可绕O点转动，杠杆中间处挂一重物，如果在A点施加一个如图的动力F使杠杆在水平位置平衡，当F绕A点逆时针旋转90°过程中，力F大小的变化情况是（　 　）
A．变大 B．变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小
（第5题图） （第6题图） （第7题图）
6、如图，为一可绕O点转动的杠杆，在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡，此时AB部分水平，保持重物静止不动，而使绳绕A点从如图所示的位置沿图中的虚线CD转动，则（　　）
A．逆时针转，F先变小后变大 B．顺时针转，F先变小后变大
C．顺时针转，F先变大后变小 D．逆时针转，F先变大后变小
7、用如图所示的杠杆提升重物，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
四、课后巩固：
1、在“研究杠杆的平衡条件”实验中，若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体，右端用弹簧秤拉着，如图所示使杠杆在水平位置保持平衡，手拉着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2（杠杆始终在水平位置保持平衡），则弹簧秤的示数（　　）
A．不断增大 B．不断减小 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
（第1题图） （第2题图） （第3题图） （第4题图）
2、如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中(　　)
A．动力臂逐渐变大 B．阻力臂逐渐变大 C．动力F保持不变 D．动力F逐渐减小
3、一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可以在竖直面内转动，木板下垫有长方体木块C，恰好使木板水平放置，如图所示。现用水平力F由A向B缓慢匀速推动木块C，在推动过程中，地面受到的压力和推力F将（　　）
A．变大，变大 B．变小，变大 C．变大，变小 D．变小，变小
4、如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒(　　)
A．绕O点顺时针方向转动 B．绕O点逆时针方向转动
C．仍保持平衡 D．平衡被破坏，转动方向不定
5、如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”实验（每个钩码重为0.5牛）。下列说法正确的是（　　）
A．实验前出现图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调
B．图乙，在AB处各增加一个钩码，杠杆仍然能保持平衡
C．图丙，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大
D．图丁，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛
6、大型起重机“龙门吊”的主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是(　　)
A．B．C． D．
7、如图所示,左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定,只改变测力计与水平方向的角度θ,使杠杆在水平位置平衡,图9中能描述测力计示数F与θ关系的大致图像是(　　)
8、如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（　　）
A．变小 B．变大 C．不变 D．先变大后变小
（第8题图） （第9题图）
9、如图所示，在两伸直的食指上水平地放一根质量均匀的横棍，起初两指分开一定的距离，棍的位置左右不对称。在横棍不掉下的情况下，缓慢移动两指，缩小其间距离，直到并拢，这时会发现两指会合的地方在（　　）
A．若左边手指先移动，则会合处在棍的中央右侧
B．若左边手指先移动，则会合处在棍的中央左侧
C．由于开始时左边手指离中心近，会合处在棍的中央右侧
D．不管开始情况如何，会合处总在棍的中央附近
10、如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体 m，用一把弹簧测力计依次在A、B、C三点沿圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是(　　 )
A．F1＜F2＜F3＜G B．F1＞F2＞F3＞G C．F1＝F2＝F3＝G D．F1＞F2＝F3＝G
（第10题图） （第11题图） （第12题图）
11、如图所示，足够长的杠杆上放着质量不相等(m1＞m2)的两个球，杠杆在水平位置平衡，若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间，则杠杆 (　　)
A．仍平衡 B．大球那端下沉 C．小球那端下沉 D．无法确定
12、如图所示的杠杆(自重和摩擦不计)，O为支点，A处挂一重为100 N的物体，为保证杠杆在水平方向平衡，在中点B处沿_______(填“F”“F1”或“F2”)方向施加一个最小的力为_____ _N。
13、如图甲所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆　　　　(填“达到”或“没达到”)平衡状态,接下来应向　　　　(填“左”或“右”)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆在水平位置平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆的　　　　端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和不改变数量较少一侧的钩码的前提下,只需将　　　　　　　　　　　　　即可。
(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。你认为　　　　　　　的实验方案更好,请说明你的理由: 　 　 　 　 　 　 　 　　　 　　。
(4)实验中测得的数据如下表所示:
测量序号 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
① 1 20 2 10
② 2 15 1.5 20
③ 3 5 1 15
通过探究,由实验数据可以得出杠杆的平衡条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)请思考:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在实验中是否影响杠杆的平衡 请作出判断并说明理由: 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　。
参考答案：
一、知识点梳理：
知识点1、
1、静止 匀速转动
2、平衡螺母 可以方便地从杠杆上读出力臂的数值
3、动力×动力臂＝阻力×阻力臂
说明：受力方向 力臂大小 最大 最远 垂直
知识点2、
省力杠杆 如扳手（合理均可）； 费力杠杆 如钓鱼竿（合理均可）；等臂杠杆 如天平（合理均可）
二、例题讲解：
例题1、B
解析：从支点到力的作用线的距离叫做力臂；图中O为支点，作出四个力的力臂可知，F3的力臂为0，从O点到F2的作用线的距离L2是最长的，即F2是力臂最长的力，如图：
例题2、C
解析：杠杆要平衡，必须符合“动力×动臂＝阻力×阻力臂”，A中左边力臂3格，力10N，右边力臂2格，力10N，两边的力与力臂积不等，不符合题意；B、支点在中间，两边的力方向相反，杠杆不会平衡，不符合题意；C、左边力臂3格，力10N，右边力臂2格，力15N，两边的力与力臂积相等，符合题意；D、支点在两力之间，两边的力方向相反，杠杆不会平衡，不符合题意。
例题3、A
解析：首先根据力臂的定义确定两个力的力臂,然后根据杠杆的平衡条件写出等式即可。O为杠杆的支点,力F的力臂是OC,G的力臂是OB;根据杠杠的平衡条件得到:F×OC=G×OB。
例题4、D
解析：根据杠杆的平衡条件可得:GALA=GBLB;由图示可知,LA>LB,则GAGB(LB-ΔL),故杠杆不能平衡,左端下沉。若采用极值法,即让ΔL=LB,则移动后重物B对杠杆拉力的力臂为零,重物A对杠杆拉力的力臂不为零,则悬挂重物A的左端下沉。
例题5、(1)60　(2)90　(3)10~90
解析：(1)放在水平方形台面上的轻质木棒受左、右两侧物体竖直向下的拉力和台面竖直向上的支持力,当G=30N时,台面受到木棒的压力:F=2×30N=60N。(2)木棒右端下沉时,可将该木棒看成以木棒与台面右侧边缘接触点为支点的杠杆。L左=1.2m-0.3m=0.9m,L右=0.3m,根据杠杆的平衡条件可得:GA×L左=GB×L右,B端所挂物体的重力:GB===90N。(3)由(2)知以右边缘为支点,右边力臂最小,力最大为90N;若以左边缘为支点,右边力臂最大,力最小,此时L左'=0.3m,L右'=1.2m-0.3m
=0.9m,最小力为F小===10N。
三、随堂练习：
1、A 2、B 3、B 4、C 5、C 6、B 7、B
四、课后巩固
1、 D 2、B 3、A 4、C 5、C 6、B
7、B 8、A 9、D 10、B 11、C
12、F2；200
13、(1)达到　右　(2)左　左侧的钩码去掉一个
(3)小李　图丙中弹簧测力计所施加的力与其力臂垂直,力臂在杠杆上便于测量
(4)动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2)
(5)不影响,因为作用在杠杆O点的力的力臂等于零,不会影响杠杆的平衡
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