2020-2021学年八年级物理沪科版全一册 第十章 10.1.2 杠杆的应用 课件(共60张PPT)

(共60张PPT)
第十章
机械与人
第1节
科学探究：杠杆的平衡条件
第2课时
杠杆的应用
沪科版物理八年级全一册
1．认识杠杆，知道杠杆的几个概念，会确认并画出力臂。
2．知道杠杆平衡条件。
3．了解杠杆的一些应用。
学习目标
你能说出“小小秤砣压千斤”的道理吗?
你知道拧松生锈的螺帽要用一段水管套在板手柄上的道
理吗?
理发剪刀和铁匠用的剪刀有何区别?
导入新知
1
知识点
杠杆的分类
F1
F2
动力臂l1
阻力臂l2
O
省力杠杆
由
F1l1=F2l2
∵l1>l2
∴F1<
F2
这是省力杠杆
合作探究
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
O
F2
F1
A
B
F2
F1
A’
B’
可见，省力杠杆虽然省力，但费了距离
省力杠杆的特点
F2
F1
动力臂l1
阻力臂l2
O
费力杠杆
由
F1l1=F2l2
,∵l1
<
l2
,∴F1
>
F2
,这是费力杠杆
F2
F1
h
S=4h
A’
B’
A
B
F2
F1
O
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
h
S=4h
可见，费力杠杆虽然费了力，但可以省距离
费力杠杆的特点
F2
F1
动力臂l1
阻力臂l2
O
等臂杠杆的特点
由
F1l1=F2l2
∵l1
=
l2
∴F1
=
F2
这是等臂杠杆
等臂杠杆不省力，也不省距离
皮划艇是我国的奥运优势项目之一，如图所示，是我国选手夺冠时的场景。在比赛中，运动员一手支撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨，此时的船桨是(　　)
A．等臂杠杆　
B．费力杠杆　
C．省力杠杆　
D．省功杠杆
B
【例1】
【导引】
运动员一手支撑住桨柄的末端，末端视为支点，另一
手用力划桨，阻力臂大于动力臂。因此，此时的桨属
于费力杠杆。
识别杠杆的类型用比较法，通过比较动力臂与阻力臂
的大小关系，来判断杠杆的类型。
新知小结
关于费力杠杆，下列说法正确的是(　　)
A．费力杠杆的动力臂大于阻力臂
B．费力杠杆不能省距离
C．费力杠杆会费力，因此没有用处
D．费力杠杆可以省距离
1
D
巩固新知
【中考·烟台】如图所示，下列属于费力杠杆的
是(　　)
2
D
2
知识点
杠杆的应用
等臂杠杆
费力杠杆
生活中的杠杆
合作探究
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
思维拓展
画出图中作用在A点最小的力的方向
。
FA
B
杠杆“最小力”的作法
①使用杠杆时，要使动力最小，必须动力臂最长。
②最长力臂的确定：A.把支点和力的作用点相连作为最长
力臂；B.在滚动圆柱体时，把支点和圆心相连构成的直
径作为最长力臂；C.对于长方体来说，对角线为最长力
臂。
【例2】曲杆可绕固定点O转动，在一个最小的拉力F的作用下，在图1所示位置保持静止，请在图中作出：(1)拉力F的力臂和拉力F的示意图；(2)物体所受重力的示意图。
图1
物体的重力作用在重心，方向竖直向下。
根据此杠杆的形状，从O到A点的距离最大，这是最
长的力臂。所以力作用在杠杆的最右端，根据力臂的
概念确定力的方向。
【解析】
【解】
如图2所示。
图2
作最小动力掌握如下三字口诀：找、连、作。“找”
是指找与支点距离最远的点，“连”是指连接该点与
支点，“作”是指作这个连线的垂线最终确定最小动
力F。
新知小结
1
【中考·株洲】室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启，根据室内垃圾桶的结构示意图，可确定桶中有两个杠杆在起作用，两杠杆支点为O1、O2。则对应的杠杆分别
为(　　)
A．省力杠杆
省力杠杆
B．省力杠杆
费力杠杆
C．费力杠杆
费力杠杆
D．费力杠杆
省力杠杆
B
巩固新知
2
【中考·葫芦岛】如图甲所示为不锈钢折叠指甲剪的平面图，它使用时相当于两个杠杆，在图乙杠杆简化图中B、C两点确定支点，并用O标出，画出最小动力F1和阻力臂l2。
1
知识小结
本节课你学到了什么？
1.
杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆;
2.
杠杆的应用：判断三种杠杆，利用杠杆平衡条件
解决问题。
归纳新知
1.
根据杠杆的特征，可以将杠杆分成以下几类：
2.
由杠杆的平衡条件可知，没有既省力又省距离的
杠杆。
杠杆类型
特征
优点
缺点
示例
省力杠杆
L1>L2
省力
费距离
撬棒
等臂杠杆
L1＝L2
——
——
天平
费力杠杆
L1省距离
费力
镊子
如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则(　　)
A．F甲>F乙，因为甲方法的动力臂长
B．F甲C．F甲>F乙，因为乙方法的阻力臂短
D．F甲＝F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍
2
易错小结
易错点：误认为动力臂长的杠杆更省力
D
如图所示，各式各样的剪刀都是一对对杠杆。要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适？
1
解：使用(b)剪刀最合适。
课堂练习
如图所示，独轮车车斗和车内的煤受到的总重力G为900
N，此重力作用于A点，车轴O为支点。将车把抬起时，作用在车把上向上的力有多大？省力吗？
2
解：因为F1l1＝F2l2，即F×(30＋90)
cm＝G×30
cm，解得F＝225
N；省力。
3
一根杠杆两端分别挂着质量不等的两铁块，如图所示，此时杠杆静止。
若将两铁块同时浸没于水中，杠杆是否仍然平衡？若不平衡，哪端下沉？
解：开始时杠杆在水平位置平衡，则G1l1＝G2l2，因G＝mg，m＝ρV，则ρ铁V1gl1＝ρ铁V2gl2，即V1l1＝V2l2。
浸没于水中后，左端杠杆受到的拉力为F1＝G1－F浮1，右端杠杆受到的拉力为G2－F浮2；且F浮1＝ρ水gV1，F浮2＝ρ水gV2；则F1＝ρ铁gV1－ρ水gV1＝(ρ铁－ρ水)gV1，F2＝(ρ铁－ρ水)gV2；
F1l1/F2l2
＝
V1l1/V2l2
＝1，故此时杠杆仍会在水平位置平衡。
【中考·庆阳】下列简单机械中，在使用中是费力杠杆的是(　　)
A．核桃夹　
B．自行车车把
C．活塞式抽水机抽水
D．扫帚
【中考·庆阳】如图所示的装置中，两支铅笔构成了一个__________，可以轻松地撬起很重的书，小指离支点越远，所用的力越__________。
4
D
5
杠杆
小
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
C．ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆
D．ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆
6
C
7
【中考·嘉兴】如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图，下列有关说法正确的是(　　)
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
C
8
如图所示，甲、乙两人用棒将重力相同的物体扛在肩上走，_____中那个人手用力更大；_____中人肩受力更大。(均填“甲”或“乙”)
乙
乙
1．【中考·北京】如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是
(　　)
D
课后练习
2．【中考·上海】如图所示，O为杠杆的支点，A点挂一重物，为使杠杆在水平位置平衡，若在B点施加一个力并使该力最小，该力应沿
(　　)
A．BM方向　B．BN方向
C．BP方向　D．BQ方向
【点拨】由题意知，要使动力F最小，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力和阻力臂都一定时，动力臂越长动力越小；由图可知，BM对应的动力臂最长且能使杠杆平衡，所以该力应沿BM方向。
【答案】A
3．【中考·成都】如图是三种类型剪刀的示意图，请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择________(填“A”“B”或“C”)剪刀，这样选择的目的是省__________。
C
力
4.【中考·宜昌】如图所示，赛艇的船桨是一种杠杆，划船时它是一支________力杠杆，手移动的距离________(填
“大于”或“小于”)桨在水中移动的距离。
费
小于
5．【中考·安徽】如图所示，一轻杆AB悬于O点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成30°的力F，此时轻杆水平平衡。若重物质量m＝3
kg，BO＝3AO，g取10
N/kg。则力F的大小为________N。
20
6．【中考·泰安】一位泰山挑山工用一根长1.8
m的扁担挑起货物，如图为扁担示意图，若在扁担的A端挂重200
N的物体，B端挂重300
N的物体，挑起重物时使扁担水平平衡，则挑山工肩膀需顶在距A端________m远的位置(不计扁担的重力)。
【点拨】设支点为O，由图可知，肩到扁担左端的距离为OA，则肩到右端距离为OB＝1.8
m－OA，扁担平衡，由杠杆的平衡条件可得：
G1×OA＝G2×OB，即
200
N×OA＝300
N×(1.8
m－OA)，
解得：OA＝
1.08
m。
【答案】1.08
7．下列工具属于省力杠杆的是(　　)
D
【点拨】镊子和钓鱼竿是费力杠杆，天平是等臂杠杆，扳手是省力杠杆。
8．【中考·常德】如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是(　　)
①刀刃很薄可以增大压力
②铡刀实质上是一种省力杠杆
③甘蔗放在a点比b点更易被切断
④手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
A．只有②④正确
B．只有②③正确
C．只有③④正确
D．只有①③正确
B
9．【中考·宁夏】如图所示是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是(　　)
A．B点是支点，液压杆施的力是动力，
物体A的重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢尾部可省力
D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
【点拨】由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点；当物体A放在车厢的尾部时，动力臂大于阻力臂，因此省力。
【答案】C
10．【中考·衢州】如图是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间，其中拉力最小的是(　　)
C
11.【中考·郴州】材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点(OA＜OB)，如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中，杠杆将会(　　)
A．A端下沉　　　　
B．B端下沉
C．仍保持平衡　　　
D．无法确定
【点拨】根据杠杆的平衡条件可知，G甲×l甲＝G乙×l乙，即：ρgV甲l甲＝ρgV乙l乙，由于甲、乙两物体材料相同，且l甲【答案】C
12．【中考·咸宁】如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC＝CD＝DB，左端重物的重力G＝12
N。当作用在B点竖直向下的拉
力F足够大时，杠杆容易绕_______(填“C”或“D”)点
翻转，为使杠杆AB保持水平位置平衡，
拉力的最小值F1＝
________
N，最
大值F2＝
________
N。(杠杆、细绳
的质量及摩擦均忽略不计)
【答案】D；6；24
【点拨】由图可知，D点更加靠近拉力一端，所以当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕D点翻转；当以C点为支点时拉力最小，以D点为支点时拉力最大，则根据杠杆平衡条件可得：F1×BC＝G×AC，F2×BD＝G×AD，因为AC＝CD＝DB，所以BC∶AC＝2∶1，BD∶AD＝1∶2，则：F1×2AC＝12
N×AC，F2×BD＝12
N×2BD，解得F1＝6
N，F2＝24
N。
13．【中考·南京】如图所示为一拉杆箱的示意图，将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC
为竖直方向，A为拉杆端点。已知箱重为250
N，OA
为
120
cm，OC
为
24
cm。
(1)图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止则动力F的力臂为________cm，大小为________N。
(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为________N。
(3)生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
60
100
50
变小
14．【中考·安徽】如图a所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我们可将图a简化成如图b所示的杠杆。不计自重。若铅球质量m＝3
kg，OA＝0.03
m，OB＝0.30
m，求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1的大小。(g取10
N/kg)
15．【中考·株洲】采用如图所示站姿锻炼手臂力量：双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手臂水平，手掌支撑在竖直墙壁上的A点，B为人体重心所在位置。锻炼时，躯体伸直，手臂弯曲和伸直动作交替进行。现要估测手掌对墙壁的压力F。(g为已知常量)
(1)用体重计称量出人体的体重(质量)m：用卷尺分别测量出________两点间的竖直距离l1和________两点间的水平距离l2；(均填“A、O”或“B、O”)
【点拨】采用如图所示站姿锻炼手臂力量：双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手臂水平，手掌支撑在竖直墙壁上的A点，B为人体重心所在位置。锻炼时，躯体伸直，手臂弯曲和伸直动作
交替进行。估测手掌对墙壁
的压力F：用体重计称量出
人体的体重(质量)m：由图可知，
以脚尖O为支点，支持力F的力臂为A、O两点间的竖直距离，重力G的力臂为B、O两点间的水平距离，用卷尺分别测量出A、O两点间的竖直距离l1和B、O两点间的水平距离l2。
【答案】A、O；B、O
(2)手掌对墙壁的压力F＝________(用已知和测得的物理量表示)；
【点拨】由F′×l1＝mgl2可知，锻炼时，脚尖离开墙壁越远，l1越小，l2越大，质量不变，重力不变，墙壁对手掌的支持力就越大，手掌对墙壁的压力就越大。
(3)锻炼时，脚尖离开墙壁越远，手掌对墙壁的压力就越________。
大
再见