(共29张PPT)
第一部分
第十三讲 简单机械
课时1 杠杆
思维导图 串考点
版本导航:沪科八年级P183~190《第十章机械与人第一节》;人教八年级下册P75~80《第十二章简单机械第1节》
动力
固定点
支点
动力
阻力
动力作用线
阻力作用线
动力 × 动力臂=阻力 × 阻力臂
<
>
=
距离
距离
2.2.6知道简单机械.探究并了解杠杆的平衡条件(学生必做实验).
例用杠杆、铁架台、钩码和弹簧测力计,探究杠杆平衡时动力、动力臂与阻力、阻力臂之间的定量关系.
3.2.4能说出人类使用的一些机械.了解机械的使用对社会发展的作用.
2024版课标内容要求
核心考点 精讲练
如图所示的简单机械,在使用中属于省力杠杆的有 ;属于费力杠杆的有______;属于等臂杠杆的有____.
考点
1
杠杆类型的特点及判断
1
例
A.羊角锤 B.托盘天平 C.起子撬螺钉
D.筷子 E.瓶起子 F.赛艇的船桨
ACE
DF
B
如图为脚踏式垃圾箱的结构简化图.在A处向下踩动脚踏板,连杆CD便向上顶起箱盖.在上述过程中,有两个杠杆在起作用.该垃圾桶的盖子DEF可看作一个以_____(选填“D ”“E ”或“F ”)点为支点的______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;另一个是由_____
(填字母序号)组成的省力杠杆.
2
例
例2题图
E
费力
ABC
如图是三种类型的剪刀,请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择____(选填“A”“B ”或“C ”)剪刀,这样选择的目的是为了______(选填”省力“或”省距离“).
3
例
例3题图
A
省力
如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃.将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆,若F1=20N,l1=10cm,l2=4cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的大小为____N.
考点
2
杠杆平衡条件的应用
4
例
甲 乙
例4题图
50
(2024贵阳观山湖区二模改编)如图所示是《天工开物》中记载的脚踏碓.脚连续踩踏踏板,木杠可绕点上下运动,碓头不断砸打稻米,从而达到将稻米去皮的目的.若碓头质量为20kg,踏板距离O点为1m,碓头距离O点为1.5m,则脚至少要施加 N的力才能将踏板踩下.若想更省力,可将脚踩的位置适当 (选填“远离”或“靠近”)O点.(g取10N/kg,不计木杠自重)
5
例
例5题图
300
远离
(2024遵义)人体中的某些部位具有杠杆的功能,图甲所示为人握住哑铃锻炼的情景,其简图如图乙所示.肱二头肌收缩对手臂产生一个拉力F,使手臂绕肘关节”O“转动,请在图乙中作出哑铃所受重力的示意图和拉力F的力臂L.
6
例
考点
3
杠杆相关作图
甲 乙
例6题图
G
L
画杠杆力臂的一般步骤
(1)先确定杠杆的支点O和动力、阻力的方向.
(2)过力的作用点沿力的方向画出力的作用线.(必要时要用虚线将力的作用线延长)
(3)从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到垂线的距离就是力臂.
(4)最后用大括号或箭头勾出力臂,并在旁边写上字母l1或l2.
方
法
指
导
如图为某同学自制轻质拔草器.将拔草器左下端的叉子插入植株根部,用手对拔草器施力,可将植株连根拔起.请在图中画出手对拔草器施加的最小动力F的示意图.(保留作图痕迹)
7
例
例7题图
F
画杠杆最小动力的一般步骤
(1)找动力作用点:动力作用点要选在杠杆上距支点最远处;
(2)画力臂:连接动力作用点和支点即为动力臂;
(3)确定动力的作用线:过动力作用点作动力臂的垂线,并标出垂足;
(4)确定动力的方向:根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反,确定动力的方向.
方
法
指
导
重点实验 攻关练
实验
探究杠杆的平衡条件(2024年版课标要求学生必做实验)
实验装置 主要器材:杠杆(带刻
度)、铁架台(支架)、
弹簧测力计、钩码
(1)杠杆上有刻度的好
处:方便读出力臂;
(2)杠杆上平衡螺母的作用:调节杠杆平衡
实验装置 仪器准备 (1)将弹簧测力计在竖直方向上调零,使指针对准零刻度线.
(2)将杠杆悬挂在支架上,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在①______位置平衡.
具体操作:左端高向② 调节平衡螺母;右端高向③____调节平衡螺母
水平
左
右
设计与进行实验 操作 过程 (1)在杠杆支点两侧悬挂不同个数的钩码,其重力分别作为动力F1、阻力F2.移动钩码的悬挂位置,使杠杆在水平位置重新平衡,在表中记录此时杠杆两侧所受作用力的大小、动力臂l1和阻力臂l2.
(2)保持阻力F2和阻力臂l2不变,改变动力F1和动力臂l1的大小,重复几次实验并记录数据.
(3)保持动力F1和动力臂l1不变,改变阻力F2和阻力臂l2的大小,重复几次实验并记录数据
设计与进行实验 操作 过程 (1)在杠杆的右边某一位置挂几个钩码,在右侧另一位置用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置保持平衡,观察并读出弹簧测力计的示数,弹簧测力计到支点的距离,即拉力的力臂.
(2)改变弹簧测力计的方向,使其斜向上拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,观察弹簧测力计示数有无变化、怎样变化
操作 要点 (1)实验过程中,不能调节杠杆两端平衡螺母.
(2)实验过程中,保持杠杆在水平位置平衡
实验结论 杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂,用图中字母表示为④___________
F1l1=F2l2
交流与反思 (1)实验前杠杆的状态判断:静止时处于平衡状态.
(2)杠杆平衡时,在杠杆两端同时加减钩码或移动钩码位置后,杠杆是否平衡的判断:比较F1l1和F2l2,若相等,杠杆⑤ ;若不相等,哪边乘积大,杠杆向哪边倾斜
水平平衡
甲、乙两位同学一起做探究“杠杆平衡条件” 的实验,以杠杆中点为支点,如图1、图2所示.
(1)实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和_____________;若杠杆右端低左端高,为使其在水平位置上静止,应将左端的平衡螺母向___(选填“左”或“右”)端调节.
例
图1 图2
例题图
便于测量力臂
左
(2)如图1所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据.根据这一次实验数
据,甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件,这种做法的不足是:______
________________________________________.
图1
仅凭一
次实验的数据得出的结论具有偶然性
(3)如图2所示,乙同学设计了两种实验方案:第一种弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为F1;第二种弹簧测力计倾斜拉,其读数为F2,第____
(选填“一”或“二”)种实验方案更方便.在同等条件下,两次弹簧测力计读数F1____(选填“ >”=或“ <”)F2.
图2
一
<
(4)杠杆在生活中有很多应用.现欲使如图3所示的静止跷跷板发生转动,小女孩乙可采取的做法是____________________.
例题图3
向远离支点方向移动
贵州真题 随堂测
命题点
1
杠杆类型的判断及特点(贵州2023.9,贵阳3年2考)
1.(2023贵阳)撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具.如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景,撬棒上O点为杠杆的支点.下列分析正确的是( )
A.此时撬棒为等臂杠杆
B.应用此撬棒的主要目的是省力
C.力F的作用点靠近O点会更省力
D.应用此撬棒的主要目的是省距离
第1题图
B
2.(多项选择)(2023省模7题)利用杠杆原理制成的各种工具在生活中有着广泛应用,以下分析正确的是( )
A.使用筷子夹菜可以达到省力的效果
B.钓鱼时使用的鱼竿可视为省距离杠杆
C.旗杆顶部的滑轮能改变力的方向但不省力
D.无论使用何种剪刀都是为了省力
BC
3.(2023贵州9题2分)工具的发明制造为生产、生活提供便利,如图所示的工具在使用中是为了______(选填“省力”或 “省距离”).
第3题图
省力
4.(2024贵阳)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图.该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动,从而通过钢绳将货物缓慢吊起.假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动吊臂提升货物的过程中,则下列分析正确的是( )
A.撑杆对吊臂的作用力不断增大
B.钢绳对吊臂的作用力不断增大
C.撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大
D.钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小
命题点
2
杠杆平衡条件的应用(贵州2024.8,贵阳2024.12)
第4题图
D
5.(2024省模11题)如图所示是工人使用搬运车搬运石材的场景.当工人在C点施加竖直向下的力时,搬运车可视为绕O点转动的 (选填“省力“费力”“或“等臂”)杠杆;若AB=0.3m,BC=2.7m,搬运的石材重378N,则在C点要施加方向竖直向下、大小为______N的力,才能使其水平平衡.(忽略机械自重)
第5题图
省力
42
6.(2024安顺)如图为我国古代运送巨木的劳动情景示意图.他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,将其运送到其他地方.如果他
们无法将巨木抬起,可采用的改进方法是__________________________
_______.(写出一条即可)
第6题图
缩短横杆上悬绳与支架之间的
距离
7.(2023黔南州)在“探究杠杆的平衡条件” 实验中,在B点用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆,使杠杆水平平衡,如图所示.画出:
①弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图;
②F的力臂.
命题点
3
杠杆相关作图
第7题图
L
F