人教版八年級物理第十二章-第1節(jié)-杠桿輔導教學案（拔高版）

1、第十二章 第1節(jié) 杠桿 輔導科目物理年 級八年級教材版本人教版講義類型拔高版（適用于考試得分率高于80%的學員）教學目的1能識別出杠桿，并能準確找出支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂。2知道杠桿的平衡條件，并能利用杠桿的平衡條件進行相關的計算。3能對杠桿進行分類，并能根據(jù)實際需要選擇合適的杠桿。重、難點重點：探究杠桿的平衡條件難點：杠桿示意圖中動力臂和阻力臂的畫法授課時長建議授課時長2小時教學內容【課程導入】圖提問：這幅圖的內容是什么？能聯(lián)想到什么？阿基米德的名言：“給我一個支點，我能撬起地球”。顯示了科學家基于科學理論的宏大氣魄，也使我們接觸到杠桿這個詞。【新知講解】知識點一：杠桿杠桿：在力的

2、作用下能繞固定點轉動的硬棒叫杠桿1、杠桿的5要素可以用杠桿的示意圖表示出來支點：杠桿繞著轉動的點用字母O 表示用同一根硬棒作杠桿時，使用中方法不同，支點位置也會不一樣。如撬石塊的過程中支點可在棒的一端圖1（A）也可在棒的中間圖1（B）。OF1l1l2F2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 表示說明動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉動的方向相反動力臂：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2、力臂的畫法： 首先是確定支點O的位置，并且沿著杠桿畫出動力作用線和阻

3、力作用線，必要的時候要延長作用線，再從支點O向力的作用線引垂線，畫出垂足，則支點到垂足的距離就是力臂，最后用大括號勾出力臂，在旁邊分別標出字母。注：任何機械省力必然費距離，反之費力必然省距離杠桿的示意圖：（1）力臂作圖：口訣法畫力臂：一找點：找支點；二畫線：畫力的作用線，需要延長的部分用虛線；三作垂線段：由支點向力的作用線作垂線，垂線段即為動力臂或阻力臂；四用括號來體現(xiàn)：用大括號（或雙箭頭）標出力臂，并用字母l1或l2標注，分別表示動力臂或阻力臂。（2）最小動力作圖：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大；因此畫法如下：先定最大動力臂：支點到動力作用點的連線即

4、為動力的最大力臂（用虛線）；再定最小動力：以動力作用點為垂足，沿動力方向（根據(jù)動力與阻力使杠桿的旋轉方向相反來確定動力的方向）作動力作用點與支點連線的垂線，最后在垂線段末端標上箭頭表示動力的方向。3、生活中常見的杠桿4、常見的杠桿需要知道每一個圖的支點，學會畫出每一個圖的動力、阻力、動力臂和阻力臂例題在海南舉辦的大力士比賽中，有一個項目是把車輪推上臺階。下面把車輪推上臺階的四種方法，推力的作用點相同，推力的方向不同，如圖所示，則哪一種推法最省力（ ） £練習1、圖中的獨輪車工作時可以看作是一個杠桿，請在圖中畫出：阻力F2的力臂L2；作用在A點的最小動力F1及其力臂L1的示意圖 如圖1

5、4所示，為自行車腳踏板的示意圖，作用在腳踏板上的力為F。請在圖中畫出該力的力臂。 §知識小結 知識點二：實驗：研究杠桿的平衡條件實驗前：應調節(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結論、杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動力×動力臂阻力×阻力臂寫成公式F1l1=F2l2也可寫成：F1 /F2=l2 /l1杠桿的平衡：杠桿處于靜止狀態(tài)（杠桿靜止或勻速轉動）注：分析解決有關杠桿平衡條件問題，必須要畫出杠桿示意圖；弄清受力與方向和力臂大?。蝗缓蟾鶕?jù)具體的情況具體分析，確定如何使用平衡條件解決有關問題。（如：杠桿轉動時施加的動力如何

6、變化，沿什么方向施力最小等。）注： (1）為什么掛鉤碼前要把杠桿調在水平位置平衡？答：消除杠桿自身重力對實驗的影響（2）如何調節(jié)平衡螺母使杠桿在水平條件下平衡？答：在探究杠桿平衡的條件的實驗中，調節(jié)兩邊的平衡螺母使杠在水平位置平衡時，如果是左邊高的話，可以將左邊的平衡螺母向左旋，或者右邊的平衡螺母向左旋；如果是右邊的高的話，可以將左邊的平衡螺母向右旋，或者右邊的平衡螺母向右旋，直到達到平衡。（3）此實驗中要改變所掛鉤碼的數(shù)量和位置多次實驗，其目的是什么？答：減少偶然誤差，多次實驗計算平均值以減小誤差。6、解決杠桿平衡時動力最小問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使

7、動力臂最大，要使動力臂最大需要做到在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠；動力方向應該是過該點且和該連線垂直的方向。例題如圖所示，一輕質杠桿AB長1m，支點在它中點O將重分別為10N和2N的正方體M、N用細繩系于桿桿的B點和C點，已知OC：OB1：2，M的邊長l0.1m。（1）在圖中畫出N受力的示意圖。（2）求此時M對地面的壓強。（3）若沿豎直方向將M左右兩邊各切去厚度為h的部分，然后將C點處系著N的細繩向右移動h時，M對地面的壓強減小了60Pa，求h為多少?！窘獯稹浚?）對N進行受力分析，由于N在空中處于靜止狀態(tài)，則N受到的重力和細繩對它的拉力是一對平衡力，所以二力的大小相等（FG2N），方

8、向相反；過N的重心分別沿力的方向各畫一條有向線段，并標上力的符號及大小，注意兩線段要一樣長，如圖所示：（2）設B端受到細繩的拉力為FB，由杠桿平衡條件得，GN×OCFB×OB，已知OC：OB1：2，則有：FBGN×2N×1N；根據(jù)力的作用是相互的可知，細繩對M的拉力：FFB1N，此時M對地面的壓力：F壓F支GMF10N1N9N，M與地面的接觸面積：Sl2（0.1m）20.01m2，則此時M對地面的壓強：p900Pa。（2）若沿豎直方向將M兩邊各切去厚度為h后，剩余M的底面積：Sl（lhh）l×（lh），剩余M的體積：VSll2×（lh

9、），剩余M的密度不變，則剩余部分的重力與原來重力的比值：，所以剩余M的重力：GM×GM×10N剩余的物體M對地面的壓強：ppp900Pa60Pa840Pa，剩余M的底面積：Sl×（lh）0.1m×（0.1mh），地面對剩余的物體M的支持力：F支F壓pS840Pa×0.1m×（0.1mh）沿豎直方向將M兩邊各切去厚度為h后，將C點處系著N的細繩向右移動h，設此時B端受到細繩的拉力為FB，由杠桿平衡條件得，GN×（OCh）FB×OB，則有：FB，即細繩對剩余M的拉力：FFB對剩余M進行受力分析，由力的平衡條件得，F(xiàn)支+

10、FGM將式代入式得：840Pa×0.1m×（0.1mh）+×10N，解得：h0.05m。答：（1）如上圖所示；（2）此時M對地面的壓強為900Pa；（3）h為0.05m。1、.探究杠桿的平衡條件。(1)杠桿兩端的螺母作用是_。(2)小明用如圖所示裝置，進行實驗并收集了下表中的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可知，杠桿的平衡條件是_。2問3問(3)小明又圖所示裝置進行實驗。請在圖中畫出拉力F的力臂，彈簧測力計的讀數(shù)應是_N。(一個鉤碼重0.5 N)【答案】 (1). 調節(jié)杠桿在水平位置平衡 (2). 動力×動力臂=阻力×阻力臂 (3). ；2N； (4).

11、63;練習4、如圖所示，一根粗細均勻的鐵棒靜止在水平地面上， 現(xiàn)用力將鐵棒從水平地面拉至豎直立起。在這個過程中，力作用在端且始終與鐵棒垂直，則力將（ ）A.逐漸變大 B.逐漸變小 C.保持不變 D.先變小后變大 2、如圖甲所示，長1.6m、粗細均勻的金屬桿可以繞O點在豎直平面內自由轉動，一拉力-位移傳感器豎直作用在桿上，并能使桿始終保持水平平衡該傳感器顯示其拉力F與作用點到O點距離x的變化關系如圖乙所示據(jù)圖可知金屬桿重（）A5N B10N C20N D40N答案B§知識小結 知識點三：杠桿的分類：F1 = F2 L1L2 （等臂杠桿）等臂杠桿既不省距離也不費距離。例：天平、定滑輪F1

12、< F2 L1> L2 （省力杠桿）省力杠桿雖然省力，但費距離，即動力作用點移動的距離比阻力作用點大。例：羊角錘、道釘撬、老虎鉗、開瓶扳手、板車、抽水機手柄、手術剪刀、鐵皮剪刀、修枝剪刀、指甲剪、汽車腳剎F1> F2 L1< L2 （費力杠桿）費力杠桿雖然費力，但省距離，即動力作用點移動的距離比阻力作用點小。例：火鉗、釣魚桿、筷子、鑷子、船槳、裁衣剪刀、理發(fā)剪刀、鐵鍬、笤帚、起重機吊臂、肱二頭肌、縫紉機蹋板注意：省力和省距離不能兼顧例題如圖所示是一個指甲刀的示意圖，它由三個杠桿、和組成，用指甲刀剪指甲時，下面說法正確的是（ ）A三個杠桿都是省力杠桿 B三個杠桿都是費力杠

13、桿COBD,ABC是省力杠桿，OED是費力杠桿 DOBD,OED是費力杠桿，ABC是省力杠桿£練習3.室內垃圾桶，平時桶蓋關閉不使垃圾散發(fā)異味，使用時，用腳踩踏板，桶蓋開啟。根據(jù)室內垃圾桶結構如圖可以確定()A桶中有兩個杠桿在起作用，一個省力杠桿，一個費力杠桿 B桶中只有一個杠桿在起作用，且為省力杠桿 C桶中只有一個杠桿在起作用，且為費力杠桿 D桶中有兩個杠桿在起作用，且都是費力杠桿 4.筷子是我國和部分國家特有的用餐工具。在正常使用筷子用餐時，筷子屬于()A費力杠桿，但省距離 B省力杠桿，且省距離 C省力杠桿，但費距離 D等臂杠桿，即不省力也不費力 §知識小結 【課堂檢測

14、】1如圖12111所示，杠桿AOB的A端掛重為GA的物體，B端掛重為GB的物體，杠桿平衡時AO處于水平位置，若AOBO，杠桿自重不計，則GA和GB的大小關系是 (C)圖12111AGAGB BGAGBCGAGB D無法比較2園藝師傅使用剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸靠近，這樣做的目的是為了 (D)A增大阻力臂，減小動力移動的距離B減小動力臂，減小動力移動的距離C增大動力臂，省力D減小阻力臂，省力【解析】 樹枝盡量往剪刀軸靠近，可以減小阻力臂，更省力。3圖12112中關于力F1力臂的作圖中，正確的是 (C)圖121124在探究杠桿平衡條件的實驗中，多次改變力和力臂的大小主要是為了 (D)A

15、減小摩擦B使每組數(shù)據(jù)更準確C多次測量取平均值減小誤差D獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律5如圖12113所示是用長棒撬石塊的示意圖，當在A點用豎直向下的力F1壓長棒時，石塊未撬動。采取下列措施，最有利于把石塊撬動的一項是(A)圖12113A把墊著的小石塊移得離大石塊近一點，而且用力方向改為F2方向B把墊著的小石塊移得離大石塊近一點，而且用力方向仍為F1方向C把墊著的小石塊移得離大石塊遠一點，而且用力方向改為F2方向D把墊著的小石塊移得離大石塊遠一點，而且用力方向仍為F1方向6 如圖12114為我國古代建造宮殿移動大石料的情景，對此圖提供的信息解釋不合理的是 (D)A左邊的人所使用的撬棒相當于省力杠

16、桿B大木料下放置小圓木是為了減小摩擦力C通過杠桿移動木料時可以省力D抬起大木料的一端則另一端對地面的壓力等于重力圖121147 如圖12115所示，小明正在做俯臥撐，把他的身體看作一個杠桿，O為支點，A 為重心，他的體重為550 N。地面對手的支持力F 的力臂是_1.5_m，大小為_330_ N。圖12115【解析】 (1)根據(jù)圖示可知，支點到重力作用線的垂線段和支持力作用線的垂線段分別為動力臂和阻力臂，即動力臂L10.9 m0.6 m1.5 m，L20.9 m；(2)根據(jù)杠桿平衡的條件可得：FL1GL2 F×1.5 m550 N×0.9 F330 N8以O 為支點質量忽略

17、不計的杠桿掛上10 N重物A，杠桿同時還受另一個大小與FA不等、豎直向上的力FB作用，處于平衡。在圖12116中畫出：(1)FA的力臂lA；(2)FB的示意圖并標示它的大小。圖12116解：如答圖所示。 第8題答圖9(1)圖12117是一種常見的活塞式抽水機的示意圖，根據(jù)圖中提供的動力F1及阻力F2的方向，畫出動力臂l1及阻力臂l2。圖12117(2)生活中許多器械是用杠桿原理來工作的，如圖12118所示的剪刀就是杠桿。請畫出這把剪刀的動力F的力臂和這根杠桿上B點所受的阻力的大致方向。圖12118解：(1)如答圖甲所示。(2)如答圖乙所示。 第9題答圖甲 第9題答圖乙10衣服夾是一種常用物品，

18、圖12119給出了用手捏開和夾住物品時的兩種情況。下列說法正確的是(B) 圖12119A當用手將其捏開時，它是費力杠桿B當用其夾住物品時，它是費力杠桿C無論用手將其捏開還是夾住物品時，它都是費力杠桿D無論用手將其捏開還是夾住物品時，它都是省力杠桿11在圖12120中，O為支點，畫出使杠桿保持平衡的最小力F(保留作圖痕跡)。圖12120解：如答圖所示。第11題答圖12如圖12121所示是列車上常用的手推車，車內貨物均勻擺放。車前行時，需經過障礙物。當車的前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，若手推車和貨物總重200 N，動力臂和阻力臂之比為23，則服務員作用在扶把上的動力

19、為_300_N。當后輪遇到障礙物A時，售貨員豎直向上提扶把，這時支點是_B_(填“A”、“B”或“C”)點，這種情況下，手推車可以視為_省力_(填“省力”或“費力”)杠桿。圖1212113小明要測量一根1 m左右、粗細和質地都均勻的細木棒的質量，通過估測發(fā)現(xiàn)木棒的質量會超出現(xiàn)有天平的量程。于是，他想用其他方法進行測量?，F(xiàn)有器材：天平、一塊質量適當?shù)慕饘賶K、一把量程為20 cm的刻度尺和幾根足夠長的細繩。只利用現(xiàn)有器材，請你幫他設計測量這根細木棒質量的方案，要求：(1)寫出主要實驗步驟和需測量的物理量；(2)寫出木棒質量的數(shù)學表達式(用測量量表示)。解：(1)主要實驗步驟：用天平稱出金屬塊的質量

20、m；用細繩和刻度尺測出木棒的長度L；將用細繩系好的金屬塊系在木棒的一端，然后將另一細繩一端做成繩環(huán)套在木棒上，用手提起該繩的另一端，并移動繩環(huán)的位置，使木棒保持水平平衡；用細繩和刻度尺測量出繩環(huán)到系金屬塊那端的木棒長度L。(2)如圖，以O為支點，第13題答圖杠桿平衡，G鐵×LG× 即：mg×LMg×解得，木棒的質量：Mm【課堂總結】 【家庭作業(yè)】1、如圖所示, 下列事例中, 沒有利用杠桿工作的是 ( )A. B. C. D. 2、如圖所示，在課桌的C點用最小的力把桌腿B抬離地面，在抬起時桌腿A沒有滑動，請在C點畫出這個力的示意圖，并標出它的力臂L。3、小

21、夢在做探究杠桿平衡條件的實驗時，先在杠桿兩端掛鉤碼進行實驗探究，再用彈簧測力計取代一側的鉤碼繼續(xù)探究，如圖所示。他這樣做的最終目的是A. 便于直接讀出拉力的大小 B. 便于提供不同方向的拉力C. 便于正確認識力臂 D. 便于測量力臂的大小4、如圖所示為刻度均勻的輕質杠桿，A處掛一重為4牛的物體，若要使杠桿在水平位置平衡，則在B處施加的力為 （ ）A. 可能為1牛 B. 一定為2牛 C. 可能為4牛 D. 一定為6牛5、在圖中畫出木棒所受重力G的示意圖，并畫出扶住木棒所用力F的力臂（Q為木棒的重心）。 6、如圖所示，重力不計的木棒AOB可繞支點O無摩擦轉動，木棒AB長為2m，均勻正方體甲的邊長為

22、10cm，密度為6×103 kgm3，物體乙的重為60N。當把甲乙兩物體用細繩分別掛在木棒的兩個端點A、B上時，木棒在水平位置平衡，支點O距A點1.2m。則杠桿A端繩子對甲物體的拉力為_N，甲物體對地面的壓強為_Pa。（g=10N/ kg）7、畫出如圖中杠桿的力臂。8、如圖所示，請在圖中畫出動力F1的力臂l 9、如圖是小明利用刻度均勻的輕質杠桿進行探究“杠桿的平衡條件”實驗（每個鉤碼重0.5N）（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，這時應將平衡螺母向_端調節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡（2）在A點懸掛兩個鉤碼，為了使杠桿在水平位置平衡，需要在B點懸掛_個鉤

23、碼；取走懸掛在B點的鉤碼，改用彈簧測力計在C點豎直向上拉，使杠桿水平位置平衡，彈簧測力計的拉力為_N；若改變彈簧測力計拉力的方向，使之斜向右上方，杠桿仍然水平位置平衡，則彈簧測力計的讀數(shù)將_。10、如下圖所示，用輕質薄木板AB做成杠桿，O為支點，OA=OB=2m，地面上一質量為2kg，邊長為10cm的實心正方體物塊M用一不可伸長的細線系于OB的中點C，此時AB靜止于水平位置，細線剛好被拉直，細線能承受的最大拉力為14N現(xiàn)將小物塊P放在O點的正上方的板上，對P施加F=2N的水平向左推力，使P沿OA向左做勻速直線運動，測得小物塊P向左移動0.4m時，繩子對C點的拉力為8N（g=10N/kg）求：（

24、1）小物塊P向左移動0.4m時，物塊M對地面壓強（2）小物塊P的質量（3）小物塊P向左移動過程中最多要克服摩擦力做多少功？_11圖中的杠桿處于平衡狀態(tài),桿上標尺每格的長度相等,在杠桿的A處掛著4個均為10的鉤碼,這時B處的拉力F是（     ） A30      B20       C40       D2512以下裝置中，利用杠桿平衡原理的是（    &#

25、160;）    A斜面           B液壓機 C天平           D連通器 13如圖所示，杠桿的一端A為支點，在它的另一端B用力F將掛在C點的物體抬起，使杠桿處于水平靜止狀態(tài)，已知AC15cm，CB60cm，則動力F跟物重G之比是（     ）   A1:4     B4

26、:1      C1:5      D5:114關于杠桿，下列說法正確的是（    ） A杠桿只有靜止在水平位置才是平衡 B杠桿平衡時，作用在杠桿上的兩個力一定在支點的兩側 C杠桿一定有支點 D杠桿一定是直的15如右圖所示,杠桿ab的中點掛一物體G,杠桿可繞軸a轉動,則水平拉力F的力臂應是（     ）   Aac     Bab  &#

27、160;  Cad     Dbd161.5的動力F1和15的阻力F2作用在同一杠桿上,杠桿達到平衡,則動力臂L1與阻力臂L2之比為（     ）    A11     B101     C110     D無法比較 17(多選)關于力臂，下列說法中正確的是（    ）A力臂一定在杠桿上   B從支點到動力的作用點的距

28、離，叫做動力臂   C從支點到力的作用線的垂直距離，叫做力臂   D力的作用線通過支點，這個力的力臂為零 18如圖所示杠桿,O是支點,中間掛一重物G,如果在杠桿的另一端M,加一個力F使杠桿平衡,并且所加的力要最小,則這個力（     ） A就沿MQ方向          B就沿MP方向   C應沿MN方向        

29、0; D可沿任意方向19如圖所示，在輕質杠桿CA的中點用細繩掛上一個質量為G的重物，為使杠桿在與豎直方向成45°角的位置處于靜止，可在A端加不同方向的力，如F1、F2、F3，它們之間的大小關系是（   ）   AF2<F1F3          BF2<F3<F1 CF1<F2<F3           DF1F2F3

30、20如圖所示,杠桿的左、右各掛一塊體積相同的銅塊,杠桿處于平衡狀態(tài),已知左邊一塊實心部分的體積是總體積的410,左、右兩銅塊的空心部分的體積的比為（     ）   A4:3     B3:4      C6:7     D7:621如圖所示，在等臂杠桿兩端各掛等重的鉛塊和鐵塊，杠桿平衡，若將鐵塊和鉛塊同時浸沒在水中，則（     ）   A杠桿仍

31、然平衡       B杠桿右端上蹺        C左端上蹺 D不確定22如圖所示，杠桿在F1和F2的作用下平衡，已知AO>BO，若F1和F2大小和方向都不變，將它們的作用點同時向支點O移動相同的距離L，那么（     ）   A杠桿B端向下傾斜          B杠桿A端向下傾斜   C杠

32、桿仍保持平衡            D條件不足，無法判斷23如圖所示，物體A重10，物體B重5，杠桿處于平衡狀態(tài)。若將物體A浸入水中，則下列哪種情況杠桿仍有可能平衡？（杠重和摩擦不計）（     ）   A增加物體B的質量         B減少物體B的質量   C將支點O向左移動些    

33、0;  D將支點O向右移動些24曲桿AOB可繞軸O轉動，AOBO，在A點懸掛G=100的物體，在B點有力F作用使曲桿在如圖所示的情況下平衡（     ）   AF大于100，力臂是OC BF小于100，力臂是OC CF大于100，力臂是OD DF等于100，力臂是OB25把一個油桶繞著支點C推上臺階，在無滑動時，力中最省力的施力方向是（     ）   AM         BN        CP D都一樣26如圖一個盛滿油的圓柱桶，高100cm，底部直徑為60cm，重1500，想使底部B點稍離開地面，在C點需加一個水平推力（桶與地面的摩擦足夠大）（     ）