杠桿知識(shí)點(diǎn)-重難點(diǎn)-題目-杠桿教案

1、Lesson 1杠 桿一、知識(shí)點(diǎn)梳理1、杠桿定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。說(shuō)明：杠桿可直可曲，形狀任意。有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來(lái)幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。OF1l1l2F22、杠桿五要素組成杠桿示意圖。支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母O 表示。動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F1 表示。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F2 表示。說(shuō)明：動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。 動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反 支點(diǎn)一定在杠桿上面動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母l1表示。阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母l2表示。畫力臂方法：

2、一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽 找支點(diǎn)O； 畫力的作用線（虛線）； 畫力臂（虛線，過(guò)支點(diǎn)垂直力的作用線作垂線）； 標(biāo)力臂（大括號(hào)）。 （用兩端帶相反方向箭頭的實(shí)線也可以用來(lái)表示力臂）3、研究杠桿的平衡條件：杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前：應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂，也可以消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響1 結(jié)論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動(dòng)力×動(dòng)力臂阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2 也可寫成：F1 / F2=l2 / l1 解題指導(dǎo)：分析解決有關(guān)杠桿平衡條件問(wèn)題，必須要畫出杠桿示意圖；弄清受力與

3、方向和力臂大小；然后根據(jù)具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件解決有關(guān)問(wèn)題。（如：杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加的動(dòng)力如何變化，沿什么方向施力最小等。） 解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問(wèn)題：此類問(wèn)題中阻力×阻力臂為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大，要使動(dòng)力臂最大需要做到在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)；動(dòng)力方向應(yīng)該是過(guò)該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。4、應(yīng)用：名稱結(jié) 構(gòu)特 征特 點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿動(dòng)力臂大于阻力臂省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀費(fèi)力杠桿動(dòng)力臂小于阻力臂費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿等臂杠桿動(dòng)力臂等于阻力臂不省力不費(fèi)力天平

4、，定滑輪說(shuō)明：應(yīng)根據(jù)實(shí)際來(lái)選擇杠桿，當(dāng)需要較大的力才能解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)選擇省力杠桿，當(dāng)為了使用方便，省距離時(shí)，應(yīng)選費(fèi)力杠桿。注：人手臂是費(fèi)力杠桿，人走路時(shí)腳是省力杠桿。二、基礎(chǔ)概念填空一、認(rèn)識(shí)杠桿1.定義：我們把繞 轉(zhuǎn)動(dòng)的 、 或 等叫作杠桿。2.五要素：五要素支點(diǎn)杠桿繞著 的點(diǎn)，一般用字母 表示動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，一般用字母 表示阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，一般用字母 表示動(dòng)力臂從支點(diǎn)到 的距離，一般用字母 表示阻力臂從支點(diǎn)到 的距離，一般用字母 表示二、杠桿力臂的畫法力臂畫法： “先找點(diǎn)，再找線，從點(diǎn)到線做垂線”。 五步：找支點(diǎn)O；畫力的作用線(虛線)；畫力臂(虛線，過(guò)支點(diǎn)作力的作用線的垂線,標(biāo)垂

5、足)；標(biāo)力臂(大括號(hào)或背向箭頭)。 標(biāo)字母練一練 畫力臂 圖12反射光線OGFOF圖10 三、杠桿平衡條件杠桿平衡的條件是： （用字母表示： ）四、杠桿的分類1、省力杠桿：當(dāng)L1L2時(shí)，F(xiàn)1 F2，即動(dòng)力 阻力。特點(diǎn)是 ，但費(fèi) ； 2、費(fèi)力杠桿：當(dāng)L1L2時(shí)，F(xiàn)1 F2，即動(dòng)力 阻力；特點(diǎn)是 ，但省 ； 3、等臂杠桿：當(dāng)L1=L2時(shí)，F(xiàn)1 F2，即動(dòng)力 阻力； 4、下列選項(xiàng)中屬于省力杠桿的是（ ），屬于費(fèi)力杠桿的是（ ） 屬于等臂杠桿的是（ ）A. 釣魚竿、B.鑷子、C.鉗子、D. 理發(fā)剪刀、E.瓶起子、F.天平、G.定滑輪、H.動(dòng)滑輪5、記憶：夾衣服用的夾子，用手捏開夾子是省力杠桿，夾子夾住

6、物體是費(fèi)力杠桿三、重、難考點(diǎn)剖析1、如何畫杠桿示意圖？注：阻力是阻礙人們?cè)竿牧ΑＥe例：開瓶器專項(xiàng)練習(xí)：1、2、2、如何畫出正確方向的力？ 這個(gè)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)該算是“杠桿”里最基礎(chǔ)，也是最常考的題型了吧！常出現(xiàn)在作圖題里。 首先，使杠桿平衡的兩個(gè)力必須分別與杠桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反！ 如圖：F1力臂l1自然是很好畫的，只需將F1反向延長(zhǎng)并做與O的垂線就行了（以后記住，畫出某一個(gè)力的力臂，一定是做出此力與支點(diǎn)的垂線。注意畫完力臂要標(biāo)垂直。實(shí)線力臂用兩個(gè)箭頭括起來(lái)標(biāo)上L1或L2，虛線的力臂用大括號(hào)括起來(lái)標(biāo)上L1或L2。畫力臂其實(shí)就是做垂線?。?。但是F2要怎么畫呢？首先，F(xiàn)2可能有兩種畫法。一種是做出l2垂線

7、，交于杠桿于一點(diǎn)，箭頭向上，此時(shí)垂線為F2，l2為力臂。還有一種是做出ll2垂線，交于杠桿于一點(diǎn)，并將此垂線延長(zhǎng)，此垂線延長(zhǎng)線為F2，l2為力臂。如圖：那么，到底是哪一種畫法正確呢？我們可以用如下方法來(lái)分析：當(dāng)杠桿僅僅只受F1作用時(shí)，杠桿受到向上的力的作用，杠桿被向上提起（向上不一定是豎直向上。但只要只受到向上的力，杠桿都會(huì)被提起），杠桿會(huì)做順時(shí)針運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，根據(jù)二力平衡可知，必須有一個(gè)和F1方向相反的力（即一個(gè)力會(huì)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)力會(huì)使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)），兩個(gè)力一個(gè)想把杠桿提起，一個(gè)想把杠桿弄下，兩個(gè)力互相抵消才有可能使杠桿平衡。當(dāng)F2為第一種時(shí)，杠桿除了受到F1向上拉力之外，F(xiàn)2也成

8、了向上的拉力！兩個(gè)拉力都會(huì)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者都會(huì)把杠桿提起，不會(huì)互相抵消，不會(huì)使杠桿平衡！故第一種畫法錯(cuò)誤！當(dāng)F2為第二種時(shí)，杠桿除了受到F1向上拉力之外，還受到向下的F2，此時(shí)一個(gè)向上，一個(gè)向下（即F1使杠桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，F(xiàn)2使杠桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)），又有F1L1=F2L2，可得杠桿平衡?。ㄗ⒁?，不是向上和向下的力大小相等就一定能使杠桿平衡！還要考慮力臂！杠桿平衡除了和力有關(guān)，還和力臂有關(guān)?。┐丝紤]方法可稱為“杠桿相對(duì)運(yùn)動(dòng) 順時(shí)針-逆時(shí)針?lè)ā弊⒁猓翰⒉皇莾蓚€(gè)力在杠桿支點(diǎn)兩端或者箭頭方向相反，而且滿足F1L1=F2L2就一定能使杠桿平衡！有時(shí)候兩個(gè)力在支點(diǎn)支點(diǎn)同一端或者

9、箭頭方向相同，而且滿足F1L1=F2L2反而能使杠桿平衡！具體的力的位置和力的方向如何，要根據(jù)“杠桿相對(duì)運(yùn)動(dòng) 順時(shí)針-逆時(shí)針?lè)ā迸袛?！專?xiàng)訓(xùn)練：3、常見(jiàn)杠桿示意圖見(jiàn)筆記4、探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)（1）組裝杠桿，調(diào)節(jié)平衡螺母（調(diào)節(jié)的原則：哪邊翹起，就把平衡螺母往哪邊調(diào)（哪邊的平衡螺母都可以調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)方向都一樣），這和天平的調(diào)節(jié)是一樣的其實(shí)調(diào)節(jié)螺母，相當(dāng)于調(diào)節(jié)重心的位置，往哪邊調(diào)節(jié)螺母，重心就往哪邊移動(dòng)，對(duì)應(yīng)的力臂就會(huì)變化。比如：左端翹起來(lái)就把任意一邊的平衡螺母往右調(diào)，右端偏高就把任意一邊向左調(diào)，左高右調(diào)，右高左調(diào)，記住是相反的?。?，使杠桿在水平位置平衡。（目的：消除杠桿自重的影響；便于測(cè)量力臂

10、）（2）在杠桿左邊掛鉤碼，右邊豎直向下掛測(cè)力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡，讀出動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂，填入表格（目的：便于測(cè)量力臂）（3）改變鉤碼數(shù)量和位置，再做幾次實(shí)驗(yàn)（目的：使結(jié)論具有普遍性和可靠性）（4）結(jié)論：F1L1=F2L2 杠桿平衡條件（杠桿原理）變式：F1/F2=L1/L2 5、最小力問(wèn)題專項(xiàng)練習(xí)：1、注意要讓力臂最長(zhǎng)！力臂最長(zhǎng)時(shí)，力最??！一般來(lái)說(shuō)，垂直就是正確答案！2、3、6、杠桿變化問(wèn)題 杠桿變化一般有兩種題型。第一類如圖所示： 遇到這種題型，一般采用“賦值法”我們不妨設(shè)每個(gè)鉤碼質(zhì)量（或者重力）都是1，杠桿上每一格長(zhǎng)度都為1.這時(shí)，我們看圖，左邊有三個(gè)鉤碼，總質(zhì)量（或總重力）

11、為3，力臂長(zhǎng)為2；右邊有兩個(gè)鉤碼，總質(zhì)量（或總重力）為2，力臂長(zhǎng)為3.根據(jù)“杠桿原理” F1L1=F2L2可知，3*2=2*3，均等于6，所以杠桿平衡。我們分析A，左端再加一個(gè)鉤碼，此時(shí)左邊的力為4，力臂長(zhǎng)為2，但是右邊力是2，力臂長(zhǎng)是3，根據(jù)杠桿原理，4*22*3，所以杠桿不能平衡，而且是向左傾。請(qǐng)您自主分析BCD，得出正確答案！第二類如圖所示：面對(duì)這種問(wèn)題，我們的解題思路是：作2-3個(gè)杠桿移動(dòng)時(shí)的位置，作出F1，L1，F(xiàn)2，L2，并判斷F1，L1，F(xiàn)2，L2變化情況。一般題目都是問(wèn)F1變化情況，F(xiàn)1可以用F1=F2L2/L1來(lái)判斷變化情況（注意分子分母）下面講解上面例題！第二類練習(xí)：專項(xiàng)練習(xí)：1、2、3、4、5、6、7、桿秤問(wèn)題（所謂定盤星,就是秤桿上的零刻度。 當(dāng)秤砣掛在它上面