浙教版2022学年九上科学期末复习课件六：杠杆及其应用（课件 25张ppt）

(共25张PPT)
浙教版 科学（初中）
九上期末复习课（六）
杠杆及其应用
杠杆：在力的作用下，能绕固定点
转动的硬棒叫杠杆。
1.杠杆的定义
支点o
动力臂L1
L2阻力臂
阻力F2
动力F1
杠杆类型 杠杆特点 杠杆优点 杠杆缺点 应用
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
L1>L2
F1(动力<阻力)
省力
费距离
省距离
费力
既不省力也不省距离
L1F1>F2
(动力>阻力)
L1=L2
F1=F2
(动力=阻力)
2.杠杆的分类
人体中的杠杆举例
(1)走路时的脚——省力杠杆
脚掌前部是支点，人体的重力是________力，腿部肌肉产生的拉力是________力，这种杠杆可以克服较大的体重。
阻
阻
(2)做俯卧撑——省力杠杆
脚掌前部是支点，人体的重力是阻力，手臂肌肉产生的支持力是动力。
(3)仰卧起坐
仰卧起坐(腿部不动，用腹肌使整个上身起来)：支点是臀部与支持面的接触点，阻力是上半身的重力，动力是腹肌肌肉产生的拉力，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
3、杠杆的平衡条件
杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。
L1
L2
FI
F2
研究杠杆的平衡
（1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态。
（2）在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次在水平
位置处于平衡状态。这时杠杆两端受到的作用力分别等于各自钩码的重力。将支点左边钩码
对杠杆作用力记作动力F1，右边钩码对杠杆作用力记作阻力 F2。将动力和阻力填入表内。
（3） 读出动力臂 l1、阻力臂 l2，并填入表内。
（4） 改变力和力臂的数值，重复上述实验，共做 4 次。把有关数据填入表内。
序号 动力F1（牛） 动力臂l1（厘米） F1×l1 阻力F2（牛） 阻力臂l2（厘米） F2×l2
1
2
3
4
3
10
2
15
4
20
2
10
6
10
4
15
2
20
10
1
20
30
40
60
20
30
40
60
记录表
杠杆的平衡条件是：动力乘以动力臂
等于阻力乘以阻力臂即：F1×L1=F2×L2
4.最小力问题
图中的杠杆处于水平位置并静止，B端绳子的拉力F沿哪个方向时用力最小？
L阻
L1
F1
F2
F4
F3
C
D
O
沿F2方向用力时动力臂最大，所以F2最小
L2
L3
L4
提示：比较F沿不同方向时力臂的大小。
F阻一般是不能改变的。
由杠杆平衡条件得：F动×L动=F阻×L阻
减小动力的方法：
1、减小阻力臂L阻
2、增大动力臂L动
通过对省力杠杆和费力杠杆的进一步分析，可以发现：
使用省力杠杆虽然省力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离大。
而使用费力杠杆虽然费力，但是动力移动的距离比阻力移动的距离小。
基础过关
1、如图所示的杠杆中，O是支点，在B端挂一个重物，为使杠杆水平平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是(　　)
A．在水平方向用力F1最小
B．在竖直方向用力F2最小
C．在跟OA连线垂直的方向F3最小
D．在各个方向上用力一样大
C
基础过关
2. 小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的力大小为______牛，肩对木棒的支持力大小为________牛，人对地面的压力大小为________牛(g＝10牛/千克)。
20
60
540
基础过关
3.如图所示，将长为1.2米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0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G＝30牛，台面受到木棒的压力为________牛。
(2)若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于________牛。
(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________牛。
60
90
10～90
基础过关
4.在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)实验前调节杠杆在水平位置平衡，目的是____________________________.
(2)通过多次实验得出表格数据：
方便直接在杠杆上读出力臂
次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 2 2 1 4
2 2 4 1 8
3 2 6 1 12
4 1 16 2 8
5 2 10 1 20
6 3 8 2 12
基础过关
分析1、2、3次实验数据，可以发现实验中存在的问题是：没有改变________的大小．
(3)分析4、5、6次实验数据，得出杠杆的平衡条件是____________(用字母表示)
(4)如图甲所示是某次实验中的情形，把图中杠杆
两侧的钩码各取下一个，为使杠杆再次在水平位
置平衡，应将左侧钩码向________移动一个格同
时右侧钩码向________移动一个格．(选填“左”
或“右”)
例题图甲
力
F1l1＝F2l2
右
左
基础过关
(5)实验前在调节杠杆平衡时，若杠杆静止时左端高右端低，此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态，此时应将杠杆两端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节．
(6)实验中改变钩码质量和力臂进行多次实验的目的是_____________________．
平衡
左
使得出的结论具有普遍性
基础过关
拓展设问题图乙
(7)将杠杆一侧的钩码换成弹簧测力计，先后进行如图乙所示的两次实验，第一次弹簧测力计竖直向下拉，示数为F1；第二次弹
簧测力计斜着拉，示数为F2.若两次杠杆保持水平
平衡，则当弹簧测力计由第一种位置转至第二种
位置的过程中，弹簧测力计的示数F1________(选
填“＞”“＜”或“＝”)F2.
(8)进行完实验后，探讨以下三个因素对实验
的影响：①支架自身的重力足够大；②单个钩码的重力不完全相等；③杠杆与转轴之间的摩擦偏大．其中不会带来实验误差的是________(填序号)．
＜
①
基础过关
(9)小明同学所在的实验小组在完成规定实验后，他们想进一步研究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，
他们得到了如图丙所示的结果，根据这个结果，
可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件
为：F1L1＝____________(用F2、F3、L2、L3表示)．
相比图乙所示的方法，利用这种方法进行探究
的不足之处是____________________________
________________________________________.
图丙
F2L2＋F3L3
杠杆右端力臂数量太多，不便于得出实验结论
提高训练
1、衣服夹是一种常用物品，如图所示，给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况。下列说法中，正确的是(　　)
A．当用手将其捏开时，它是费力杠杆
B．当用其夹住物品时，它是费力杠杆
C．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是费力杠杆
D．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是省力杠杆
B
提高训练
2、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
B
提高训练
3、如图所示，某同学发现了一个金属块。他想知道它的重力和密度。他手中只有一只量程较小的弹簧秤，当他用此弹簧秤测量此金属块的重力时，发现已超过弹簧秤的最大量程，于是他设计了如图所示的装置。OA∶AB＝1∶3，用弹簧秤在B点施加一个竖直向上的力，当OB杠杆水平静止时，弹簧秤读数为1.8 N，当向容器中加水，金属块浸没于水中后，弹簧秤读数为1.2 N，则金属块受到的重力是__________N；密度是_____________kg/m3。
7.2
3×103
提高训练
4.如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2(m1>m2)的实心物块后恰好水平平衡。
(1)求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。
(2)将两物分别浸没于水中(如图乙)，杆
将会__________(选填“左端下降”“右端
下降”或“仍然平衡”)，试通过推导说明。
解：∵杠杆平衡时，有：F1×L1＝F2×L2
∴m1g×L1＝m2g×L2
变形得到L1∶L2＝m2∶m1
仍然平衡
提高训练
解：以浸没于水的物体为研究对象进行受力分析：
F拉＋F浮＝m物g
F拉＝m物g－F浮＝m物g－ρ水gV物＝(1－ )m物g
所以：F拉1×L1＝(1－ )m1gL1
F拉2×L2＝(1－ )m2gL2
∵m1gL1＝m2gL2
∴F拉1×L1＝F拉2×L2
因此杠杆仍然平衡
提高训练
5.在“大力士”比赛中，需要把一质量m＝400 kg，边长l＝1 m，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如图所示，g取10 N/kg.求：翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力F的大小．
解：根据杠杆平衡条件得F×l1＝G×l2，代入数据得F＝ ≈1.414×103 N
提高训练
6. 如图所示，一根质量分布均匀的木棒，质量为m，长度为L，竖直悬挂在转轴O处。在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)。问：
(1)画出θ＝60°时拉力F的力臂l，并计算力臂的大小；
(2)木棒的重力作用点在其长度的二分之一处，随拉
开角度θ的增加，拉力F将如何变化？并推导拉力F
与角度θ的关系式。
解：l＝L×cos60°＝0.5L
(2)F随拉开角度θ的增加将变大
根据杠杆平衡条件可得
mg×0.5×L×sinθ＝F×cosθ×L
F＝0.5mg tanθ