11.1 杠杆 学案 -2023-2024学年苏科版物理九年级上册 （无答案）

杠杆
[教学目标]
认识杠杆，会画杠杆五要素
了解杠杆平衡条件的实验
掌握杠杆原理的计算
掌握杠杆原理的应用
[教学重点]
杠杆原理的计算
最小动力的画法
省力与费力杠杆的判断
动态平衡的分析
[教学难点]
独立分析画出杠杆五要素并计算
[教学过程]
说一说下面杠杆的动力与阻力的三要素（作用点、方向、大小）
注：认识杠杆动力和阻力的来源，有助于在计算中利用受力分析求解部分动力和阻力
画出下列图中动力与阻力的力臂
练1. 结合生活实际，画出下列图中缺少的五要素
画出下列图中动力臂或阻力臂画出动力和阻力。
重点：理解动力与阻力的作用点必须在杠杆上；根据实际情况判断力的方向
练2. 画出下列图中缺少的五要素
在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
（1）若挂钩码实验前，杠杆静止于如图甲所示的位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。此时应将左端的平衡螺母向 端调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 。
（2）如图乙所示，挂上钩码使杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，立即分析得出杠杆的平衡条件，小红认为这样做是不合适的，原因是 。
（3）小红实验时用弹簧测力计设计了两种实验方案，如图丙所示。第一种弹簧测力计倾斜下拉，其示数为F1；第二种弹簧测力计竖直下拉，其示数为F2。则第 （选填填“一”或“二”）种实验方案更方便。两次弹簧测力计的读数F1 F2（选填“＜”“=”或“＞”）。
练3. 在探究杠杆平衡条件的实验中。
（1）在实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于 状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节，这样做的目的是： ，并且便于测量力臂。
（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的一端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂位置和右侧钩码数量的前提下，只需将 即可；
（3）如图丙所示，已知每个钩码重0.5N，用弹簧测力计在图示位置施加一个竖直向上的力，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为 N；
（4）此实验多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬佳位置，收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是
（5）小李同学将甲图状况调节成水平平衡后，进行丁图实验（两弹簧测力计不同时使用，测力计挂钩钩在4格处）。
①将弹簧测力计向右下方向拉，示数为F3，力与水平方向成α角，杠杆水平平衡；
②将该弹簧测力计的方向改为向左下方拉，示数为F4，力与水平方向成β角，杠杆水平平衡。若α＞β，则F3 F4（选填“＞”或“=”或“＜”）。
如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态．如果两侧各去掉一个钩码，则（　　）
左端下降 B. 右端下降 C. 仍然平衡 D. 无法判断
练4. 有一根质地均匀杠杆，在中点支起，两边挂上砝码后，恰能平衡在水平位置，如图所示。那么，在下列几种情况下，还能使杠杆保持平衡的是（　　）
左、右两边的砝码各向里移动1格
左边增加一个钩码，右边的砝码向外移动1格
左右两边的砝码各减少一半
左右两边的砝码各向外移动1格
如图所示，一根质量均匀的直尺放在水平的桌面上，全长的伸出桌面，在伸出端挂一重5N的物体G时，直尺仍然恰好保持平衡，则此直尺重为（ ）
　　A. 2.5N　　 B. 5N　　 C. 7.5N　　 D. 10N。
规则均匀的几何物体的重心都都在中心
练5. 如图所示，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知OA=0.3m,OB=0.2m,在A点处悬挂一个6kg的重物，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，求：（1）重物的重力是多少？（g=10N/kg） （2）此时拉力F为多少？
练6. 如图所示，灯重40N，灯挂在水平横杆的C端，O为杠杆的支点，水平杆OC长3m,杆重不计，BC长1m。
（1）画出绳子BD对横杆拉力的力臂L1；
（2）求绳子BD作用在横杆上的拉力是多少？（∠DBO=30°）
如图所示，是一种自动冲水装置，由水箱、注水管，排水管、浮子和塞子组成。轻质硬杆OA、AB、CD固定连接，可以围绕O点旋转，硬杆AB固定连接浮子，硬杆CD固定连接塞子，AB=CD=15cm,OC：OA=1：2。塞子重20N，浮子重10N。塞子和硬杆的体积及各种摩擦都忽略不计。水箱的底面积为1m2，塞子的上表面积和浮子的底面积均为0.05m2，图中水深40cm。此时注水管开始向水箱注水，当水刚好到达浮子顶端时，浮子刚好带动硬杆，将塞子抬起来。（g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）注水前，水箱底部的液体压强； （2）注水前，硬杆AB对浮子的弹力；
（3）注水后，浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时，塞子上表面受到的液体压力。
秤是从我国古代沿用至今的称量工具。如图是小明制作的杆秤的示意图，已知杆秤秤砣的质量为0.5kg,秤钩悬挂处A点与秤纽O点间的距离为6cm,挂上重物后，秤砣移至距O点24cm的B点时，秤杆正好水平，g取10N/kg,忽略杆秤自身质量，求；
（1）被称物体的质量。（2）此时秤钩受到的拉力。
（3）若秤杆上距A点最远为60cm,则这把秤最大能称量多少千克的物体？
精度问题：如果把物体换成一个已知质量的量杯（最大量程200cm3），想一想如何构建液体密度计，写出关系式，说一说该密度计均不均匀，给出理由，怎么增大量程，怎么提高精度
中国空间站机械臂，是对人类手臂的最真实的还原，实质上是一种费力杠杆，可随时实现空间站舱体表面的巡检。下列杠杆与空间站机械臂是同类的是（　　）
A． B． C． D.
总结判断省力与费力杠杆的方法
练7. 下列各图所示的工具，正常使用时费距离的是（　　）
B． C． D．
练8. 提拉重物时，手的前臂构成一个杠杆，如图。对此过程分析合理的是（　　）
前臂杠杆是一个省力杠杆
前臂杠杆的支点在肘关节处
肱二头肌对桡骨的力F1是阻力
重物给前臂的力F2变大时，F1变小
悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且AB=BO=OC．下列判断正确的是（　　）
FA＞G B．FB=G C．FC＜G D．FB＞FC
练9. 如图所示，画出A点最小的拉力F和物体B所受重力G的示意图。
练10. 请在图中画出使车轮滚上台阶的最小力F。
练11. 如图所示是一把椅子的侧视图，以椅子后腿着地点O为支点，请作出使椅子向后翻转所需的最小动力F及其力臂l。
如图，轻质杠杆OA中点通过细线悬挂一个重力为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，下列有关说法正确的是（　　）
使杠杆逆时针转动的力是物体的重力
此杠杆为费力杠杆
杠杆处于水平位置平衡时拉力F的大小为30N
保持F的方向竖直向上不变，将杠杆从A匀速提升到B位置的过程中，力F将增大
练12. 如图所示，在长为L的轻质均匀杠杆OA的中点处悬挂一重物，在杠杆的最右端施加一个始终与杠杆垂直的力F，杠杆保持平衡，此时杠杆与水平方向夹角为30°（如图实线部分所示）。若不考虑杠杆的自重和阻力，则杠杆从图示位置转到水平位置的过程中，拉力F大小（　　）
A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．保持不变 D．先变大再变小
练13. 如图为吊车吊装货物的工作示意图，吊车通过圆弧状的伸缩撑杆使吊臂绕O点缓慢转动，从而实现货物的升降吊装。在起吊货物时伸缩撑杆对吊臂的压力F始终与吊臂垂直。若通过伸缩撑杆使吊臂逆时针缓慢转动，使吊臂与水平面的夹角θ从30°增大到90°的过程中，F与θ的关系图象为（　　）
A． B． C． D．
练14. 练市域铁路S2线在建造过程中需要使用大型起重机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升与平移重物，其示意图如图所示，在重物由主梁右侧向左侧缓慢移动过程中，左支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图象是（　　）（不考虑主梁自重）
A． B． C． D．
[教学反思]