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《杠桿》簡單機械PPT(第1課時杠桿平衡條件)

《杠桿》簡單機械PPT(第1課時杠桿平衡條件) 詳細介紹:

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《杠桿》簡單機械PPT(第1課時杠桿平衡條件)

第一部分內容:知 識 管 理 

1.杠桿

定義:一根硬棒,在力的作用下能繞著____ 轉動,這根硬棒就是杠桿。

條件:一根硬棒能成為杠桿,應具備兩個條件:(1)要有力的作用;(2)能繞某個固定點轉動。

2.杠桿的五要素

支點:杠桿可以繞其轉動的點,用字母“O”表示。

動力:使杠桿轉動的力,用字母“F1”表示。

阻力:阻礙杠桿轉動的力,用字母“F2”表示。

動力臂:從支點到動力作用線的距離,用字母“l1”表示。

阻力臂:從支點到阻力作用線的距離,用字母“l2”表示。

注意:支點可以在杠桿的一端,也可以在杠桿上的其他位置。

3.杠桿力臂的畫法

步驟:(1)找支點O;(2)畫力的作用線;(3)畫力臂(過支點向力的作用線作垂線);(4)標力臂。

歸納:一找支點、二畫線、三連距離、四標記。

4.杠桿的平衡條件

實驗:研究杠桿平衡條件時,讓杠桿在水平位置平衡,是為了在杠桿上直接量出力臂。

公式:動力×動力臂=阻力×阻力臂或F1l1=F2l2。

易錯點:杠桿是否平衡,不是看力的大小,也不是看力臂的長短,而是看力與力臂的乘積。

... ... ...

杠桿PPT,第二部分內容:歸 類 探 究 

類型之一 杠桿的五要素

(2018•四川峨眉山)關于杠桿,下列說法正確的是(   )

A.杠桿一定是一根直的硬棒

B.杠桿的支點一定在杠桿上,且在杠桿的中間位置

C.力臂可能在杠桿上也可能不在杠桿上

D.作用在杠桿上的動力一定與杠桿的阻力相反

【解析】杠桿的形狀不是固定的,例如滑輪、剪刀、筷子等都是杠桿,故A說法不正確;支點指杠桿在轉動過程中固定不變的點,不一定在杠桿的中間位置,故B說法不正確;只有杠桿在水平位置平衡時,力臂才在杠桿上,故C說法正確;當支點位于一側時,動力和阻力的方向相反,當支點位于中間時,動力和阻力方向相同,故D說法不正確。故選C。

【點悟】本題是一道綜合性較強的題目,在解題時要結合杠桿的五要素認真分析每一個選項,屬于基礎知識的考查。

【規(guī)律歸納】杠桿可以是直棒,也可以是彎曲的;從力的大小來分類,有省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿;作用在杠桿上的兩個力可以在支點的同側,也可以在異側;省力杠桿一定費距離,費力杠桿一定省距離,等臂杠桿既不省力也不省距離。

類型之二 探究杠桿的平衡條件

(2018•黑龍江)小紅和小明利用如圖所示裝置探究杠桿的平衡條件。

(1)若實驗前杠桿如圖甲所示,可將杠桿兩端的平衡螺母向____(選填“左”或“右”)調節(jié),使杠桿在水平位置平衡。

(2)在實驗過程中,調節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是             。

(3)在杠桿兩端加掛鉤碼,并移動鉤碼,使杠桿在水平位置平衡,測出力臂,多次實驗并把數(shù)據記錄在表格中。

多次實驗的目的是___________。

(4)小明根提以上數(shù)據得出杠桿平衡條件是____________。

(5)杠桿調節(jié)平衡后,小紅在杠桿上的A點處掛4個鉤碼,如圖乙所示,為使杠桿重新平衡,應在B點掛____個相同的鉤碼。

(6)如圖丙所示,用彈簧測力計在C處豎直向上拉,使杠桿在水平位置平衡,當彈簧測力計在原位置逐漸向右傾斜時,使杠桿仍然在水平位置平衡,則彈簧測力計的示數(shù)將____(選填“變大”“變小”或“不變”)。

【解析】(1)若實驗前杠桿如圖甲所示,左端下沉,右端上翹,可將杠桿兩端的平衡螺母向右調節(jié),使杠桿在水平位置平衡。

(2)實驗時讓橫桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上便于測量力臂大小,杠桿的重心通過支點,可以消除杠桿自重對杠桿平衡的影響。

(3)探究杠桿平衡的條件時,多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實驗數(shù)據歸納出物理規(guī)律,使結論具有普遍性。

(4)分析表格中的數(shù)據可得出杠桿平衡的條件是F1l1=F2l2。

(5)設杠桿每個格的長度為L,每個鉤碼的重力為G,根據杠桿的平衡條件:FAlA=FBlB,即4G×3L=FB×2L,解得FB=6G,需掛6個鉤碼。

(6)如果作用在杠桿上的力方向不與杠桿垂直,則該力的力臂短了,就會使得拉力變大。

【點悟】探究杠桿平衡條件時,要使力臂在杠桿上,有兩個條件:杠桿在水平位置平衡;力豎直作用在杠桿上。使杠桿在水平位置平衡,便于測量力臂大小,杠桿的重心通過支點,消除杠桿自重對杠桿平衡的影響,使實驗簡單化,便于探究。杠桿平衡的調節(jié)、杠桿平衡條件的應用等問題,是實驗的?紗栴},一定要掌握。 

類型之三 杠桿的平衡條件

(2018•山東臨沂)如圖甲所示的杠桿是水平平衡的。如果在支點兩側的物體下方分別加掛一個等重的物體,如圖乙所示,則杠桿(   )

A.右端下沉

B.左端下沉

C.要保持平衡應將左端的物體向右移動

D.要保持平衡應在右端再加掛一個物體

【解析】設一個鉤碼重為G,杠桿一格長為L,甲圖杠桿平衡是因為:2G×2L=G×4L;乙圖分別加掛一個等重的物體后(為便于研究,設物體的重也為G),左邊力與力臂的乘積:3G×2L,右邊力與力臂的乘積:2G×4L,因為3G×2L<2G×4L,即右邊力與力臂的乘積較大,所以杠桿不能平衡,右端下沉,故A正確,B錯誤;若想讓杠桿能夠平衡,可以將左端的物體向左移動,從而增大左邊的力臂,使左邊的力與力臂的乘積等于右邊的力與力臂的乘積,故C錯誤;若想讓杠桿能夠平衡,可以在左端再加掛一個物體,左邊的力變大,使左邊的力與力臂的乘積等于右邊的力與力臂的乘積,故D錯誤。故選A。

... ... ...

杠桿PPT,第三部分內容:當 堂 測 評  

1.(對應例2)(2018•江蘇南通)如圖所示是某同學“探究杠桿平衡條件” 的實驗裝置,實驗中杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)。下列方法中不會使彈簧測力計的示數(shù)變化的是(   )

A.將鉤碼的懸掛點由A向B移動

B.將測力計連接點由B向A移動

C.減少A處所懸掛鉤碼的個數(shù)

D.增加B處拉杠桿的細線長度

【解析】將鉤碼的懸掛點由A向B移動,阻力臂增大,阻力、動力臂不變,根據杠桿的平衡條件,動力變大,即彈簧測力計的示數(shù)變大,故A錯誤;將測力計連接點由B向A移動,阻力、阻力臂不變,動力臂減小,根據杠桿的平衡條件,動力變大,即彈簧測力計的示數(shù)變大,故B錯誤;減少A處所懸掛鉤碼的個數(shù),阻力臂、動力臂不變,阻力減小,根據杠桿的平衡條件,動力變小,即彈簧測力計的示數(shù)變小,故C錯誤;增加B處拉杠桿的細線長度,阻力、阻力臂、動力臂不變,根據杠桿的平衡條件,動力也不變,即彈簧測力計的示數(shù)不會變化,故D正確。故選D。

2.(對應例3)(廣東東莞)如圖所示,杠桿在水平位置靜止,若將兩邊的鉤碼數(shù)都增加一個,則杠桿(   )

A.左端降低,右端升高  

B.右端降低,左端升高

C.保持水平不動  

D.無法確定

3.(對應例1)杠桿的五要素:_____ (使杠桿繞著轉動的固定點)、_____(使杠桿轉動的力F1)、_____(阻礙杠桿轉動的力F2)、_____ (從 _____到動力作用線的距離l1)、_____(從支點到阻力作用線的距離l2)。

... ... ...

杠桿PPT,第四部分內容:分 層 作 業(yè) 

1.(對應例1) (2018•山東淄博)關于力臂,下列說法正確的是(   )

A.力臂一定在杠桿上

B.從支點到動力作用點的距離叫動力臂

C.從支點到力的作用線的距離叫力臂

D.力臂不可能為零

【解析】由下圖可知,力臂不一定在杠桿上,故A錯誤;

力臂是從支點到力的作用線的距離,簡單地說,就是“點到線”的距離,而不是“點到點”的距離,故B錯誤,C正確。當力的作用線通過支點時,力臂為零,故D錯誤。故選C。

2.(對應例1) (2018•上海徐匯區(qū))關于支點的位置,下列說法正確的是(   )

A.支點一定在杠桿的某一端

B.支點必須在動力作用點和阻力作用點之間

C.支點一定在杠桿上

D.以上說法都不正確

3.(對應例2、3) (2018•廣西)在“探究杠桿平衡條件”實驗中,杠桿在力F作用下水平平衡,如圖所示,現(xiàn)將彈簧測力計繞B點從a位置轉動到b位置過程中,杠桿始終保持水平平衡,則拉力F與其力臂的乘積變化情況是(   )

A.一直變小

B.一直變大

C.一直不變

D.先變小后變大

... ... ...

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