探究杠桿的平衡條件經典導學案(含答案)

1、 黃岡立傳智能教育中小學各科功課快速提分輔導方案 九年級上冊物理復習 導學案 學生： 課題名稱探究杠桿的平衡條件時間 2012 年 2 月 日第 課時課型新課課時3主備人張婉審核人教學目標：1、知道杠桿五要素，會畫杠桿的示意圖，理解杠桿的平衡條件并能靈活運用解題教學重點：探究杠桿的平衡條件；教學難點：關于杠桿的作圖；知識網絡和知識點：一、（1）什么是杠桿的平衡狀態(tài)？ 杠桿處于_或_。（2）猜想：杠桿的平衡可能與哪些因素有關? （3）實驗設計器材：_。測量的物理量：_。討論：A、B兩圖中的杠桿處于靜止平衡狀態(tài)，實驗時采用哪幅圖？為什么？圖A: 圖B: _。（4）實驗步驟：1.調節(jié)杠桿在水平位置平

2、衡。 （注意：左右兩端平衡螺母都往_處調。）2.在杠桿的左側掛上適量的鉤碼，用彈簧測力計在杠桿右側豎直向下拉，使杠桿在水平位置平衡，記下彈簧測力計示數F1，鉤碼對杠桿的拉力F2是阻力。3. 只改變鉤碼數量（即只改變F2）或只改變鉤碼的位置（即只改變l2），或只改變彈簧測力計的位置（即只改變l1），分別觀察彈簧測力計的示數變化，得出三組數據，記錄在表格中：測量序號F1/NL1/cmF2/NL2/cm分析比較表中數據，得到結論：杠桿平衡時滿足下列條件：_。二、杠桿的應用和分類由杠桿的平衡條件：F1l1F2l2 變形為=(1) 杠桿可分為三類：(2)對于不同類型的杠桿分別舉例：(3) 作用在杠桿上的

3、最小動力的作圖方法（求作最小動力問題，就是轉化為找最長力臂問題。）找最長力臂，一般分三種情況：（1）在動力的作用點明確的情況下，就是以支點到力的作用點的連線作為力臂，這個力臂最長，過力的作用點作力臂的垂線，正確確定力的方向從而作出最小的力；經典例題：易錯點例題：例 如圖所示，在A點作出使杠桿平衡的最小力的示意圖。例如圖所示，使用羊角錘拔釘子，動力作用在錘柄上A點。請作出拔釘子時所用最小動力F的示意圖。（2）在動力作用點未明確規(guī)定時，首先應找出距支點最遠的點作為動力作用點，然后再按（1）的步驟完成；重點例題：例 下左圖中，畫出使杠桿AB在圖示位置靜止時所用最小力F的作用點和方向。例 下右圖中，

4、畫出使輕質杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保作圖痕跡）例 如圖，唐師傅想用最省力的方法把一個油桶推上臺階請你在圖中畫出這個力的示意圖（3）在支點不明確的情況下，首先要通過比較找出合適的支點，進而找到動力作用點，再按（1）的步驟完成?？键c例題：例 如圖所示，用撬棒撬起大石頭，向上、向下用力都可以，農民伯伯想用最省力的方法撬起大石頭，請你在圖中畫出這個力的示意圖。課堂練習：圖8-111作用在杠桿上的動力為50N，阻力為600N，杠桿恰好平衡，則杠桿的動力臂和阻力臂之比為。（題型四）2如圖8-11所示，杠桿每小格的長度相等，質量不計，以為支點杠桿的左端掛有物體，支點右邊的處掛鉤碼，杠桿平衡若將

5、支點移到B點，要使杠桿重新平衡，在A點應掛 個相同的鉤碼。 （題型三）圖8-123如圖8-12所示，為一根質量不計的細棒，用繩在處吊起，當、兩端分別掛兩個重物甲、乙時恰好平衡若=0.8m，=0.4m，甲的質量為kg，則乙的質量為 kg（題型四）4下列工具中，屬于省力杠桿的是( ) （題型四）A夾郵票用的鑷子B理發(fā)師修剪頭發(fā)用的剪刀C剪鐵絲用的鋼絲鉗 D釣魚用的魚竿5如圖8-13所示的杠桿中，動力的力臂用L表示，圖中所畫力臂正確的是（ ）（題型一）6在圖8-14中畫出力F1和2 的力臂（題型一）圖8-157.如圖8-15,工人師傅用吊車搬運集裝箱.集裝箱重G =2104N,支撐桿對吊車臂的支持力

6、為F.在圖中畫出集裝箱所受重力的圖示和支持力F對轉動點O的力臂. （題型一）圖8-14圖8-168工人剪鐵皮時，有時用兩根鐵管套在剪刀柄上（如圖8-16），這是什么道理？（題型四）9在研究“杠桿的平衡條件”實驗中，有一組同學猜想杠桿的平衡條件可能是“動力動力臂阻力阻力臂”。他們經過實驗，獲得了下述數據：動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm4554于是，他們認為自己的猜想得到了驗證。你認為他們的實驗過程存在什么問題？（題型三）圖8-1710圖8-17中，OB為輕質杠桿，OA=60cm，AB=20cm。在杠桿的B端掛一個所受重力為60N的重物，要使杠桿在水平位置上平衡，在A點加

7、一個多大的豎直向上的拉力？（題型四）課堂練習答案：1121 25 320 4C 5C圖8-2圖8-16如圖8-1所示7如圖8-2所示8這樣可以增加動力臂的長度，從而更加省力9不能只憑一組實驗數據得出結論，必須在多次實驗的基礎上通過分析才能得出結論；單位不同的兩個物理量不能直接相加1080N課后鞏固訓練：（一）、上次未過關知識專題訓練F5用力F=40N，按住一重10N的木塊，如圖所示，當木塊相對豎直墻壁靜止不動時， 木塊受到的摩擦力的大小 （ ）A30N B40N C50N D10N （二）、本次課堂知識鞏固訓練1、下列常用的工具中屬于省力杠桿的是_ _ _；屬于費力杠桿的是_ _。鑷子 鍘刀

8、理發(fā)剪刀 天平 剪修樹木的剪刀 起子釣魚桿火鉗 汽車上的剎車閘 撬棒2、如圖，一輕質杠桿OA在力F1、F2的作用下處于靜止狀態(tài)。l2是力F2的力臂，請在圖中畫出F1的力臂l1和力F2的示意圖?！竞献魈骄俊?、以下是小麗和小宇同學在研究“杠桿平衡條件”的實驗出現的情況：在進行實驗時，應先調節(jié)杠桿使它在 位置靜止，在這一位置靜止的好處是 。若杠桿被支起后，左端高右端低，則應進行的操作是 。小麗在實驗時，忘了一部分數據的記錄，請你幫助完成下表：次數動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m120.01120.0340.06實驗時，老師只給小麗10個相同的鉤碼，當在杠桿的左端掛上如圖位置的三

9、只鉤碼時，則為使杠桿平衡，小麗應在杠桿的另一端的什么位置處掛幾個鉤碼？ ；當小宇在拉著彈簧測力計使杠桿在如圖位置平衡，讀出測力計的示數，并從杠桿上直接讀出對應的力臂，結果發(fā)現：動力動力臂阻力阻力臂，于是小宇說，杠桿平衡條件在此種情況不成立，你知道其中的原因嗎？ 。2、如圖，用杠桿撬一塊石頭，杠桿上A點是動力作用點，動力可以向上，也可以向下。（1）當動力向下時，在圖上標出杠桿的支點O；（2）在杠桿上畫出撬動石塊的最小動力F。知識鞏固訓練2一 選擇題1（2010紹興）如圖，用測力計將長桿一端A微微抬離地面，測力計示數是F1；同理，用測力計將長桿的另一端B微微抬離地面，測力計示數是F2。則長桿的重力

10、是(測力計保持豎直向上)( )A(F1+F2)/2 BF1+F2 CF1/F2 D.F1F22 (2010廣州)60kg的人站在蹺蹺板某一位置時，蹺蹺板處于如圖11所示的平衡狀態(tài)由此可估測球 的質量約為A20kg B30kg C60kg D120kg/ 力臂的關系需要測量得出！3（2010福州）小華用釣魚竿釣起重為15N的魚，如圖4所示，OA=0.4m，OB=2m。下列說法正確的是A用釣魚竿釣魚費距離B釣魚竿是個省力杠桿C手對魚桿的拉力F1的大小為75ND手對魚桿的拉力F1的大小為3N二/填空題1（2010安徽）如圖所示，AOB為一機械設備的簡化示意圖，我們可以把它看成杠桿（自重不計），已知A

11、O=2OB。固定O點，使OB 處于水平位置，此時B 端掛一重為40N 的物體，要使杠桿不發(fā)生轉動，至少需在A 端施加F=_N 的力，在圖上畫出此時力F的方向。答案：20N 力F 的方向如圖2（2010鹽城）在探究杠桿平衡條件的實驗中，如果杠桿右側高左側低，則可將左側的平衡螺母向 調節(jié)，使其在水平位置平衡如圖所示，在支點左側20cm刻度處掛3個重均為0.5N的鉤碼，在支點右側15cm刻度處用彈簧測力計拉杠桿，使其水平平衡要使彈簧測力計示數最小，彈簧測力計的拉力應沿 方向，此時讀數為 N答案：右；豎直（或豎直向下）；23（2010肇慶）右圖是搬運泥土的獨輪車，獨輪車屬于 杠桿（選填“省力”或“費力

12、”）設車箱和泥土的總重G=1000N，運泥土時從A點提起獨輪車把手的力是F，F的力臂是 m，F的大小至少是 N4（2010瀘州）如圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖，使用時相當于一個 杠桿（選填“省力”或“費力”），若箱的重量為100N，動力臂是阻力臂的4倍，要使該杠桿平衡，則豎直向上的拉力F為 N。答案：答案：省力；255（2010宿遷）小明和小華玩蹺蹺板，當小明坐在離支點2m處時，剛好能撬動小華，此時蹺蹺板在水平位置平衡設小明體重為G1，小華體重為G2（G1G2），則小華離支點的距離為 m若兩人再拿同樣重的鐵球，則 （填“小明”或“小華”）將下降 6（2010鎮(zhèn)江）.在探究杠桿平衡條件的實驗時，

13、實驗前發(fā)現杠桿左端低，右端高，為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向 （選填“左”或“右”）調節(jié)；實驗時，在A點懸掛兩個總重為1N的鉤碼，在B點用彈簧測力計豎直向下拉（如圖所示），使杠桿在水平位置再次平衡，則拉力應為 N，此時杠桿屬于 杠桿答案：右；0.8；費力7（2010長沙）31如圖所示，在輕質杠桿OA的A端掛一邊長為10cm的正方形石塊，在OA的中點施加一豎直向上的力F，當力F=40N時，杠桿在水平位置平衡，則石塊重_N。其密度為_kg/m3，將石塊浸沒于盛水的燒杯中，若杠桿仍在水平方向再次平衡，則F=_N。答案;20 2103 208 (2010六盤水)13開瓶時使用的開瓶器如圖3甲，

14、可以簡化成不計重力的省力杠桿如圖3乙，若F1和F2都與杠桿垂直，且AO=6cm，BO=l cm，F1=25 N，則F2= N。答案：1509 (2010年東營)18某同學在做單臂俯臥撐運動，如圖所示。他的重心在A點，所受重力為520N，他將身體撐起處于平衡狀態(tài)時，地面對手的支持力為 320 N。10 (2010廈門)22如圖所示，秤砣的質量為100 g，秤桿的質量忽略不計。秤桿水平靜止時，OA=5cm，OB=25 cm，則被測物的質量為 kg。若秤砣有缺損時，則桿秤所示的質量值 被測物的真實質量值(選填“小于”、“等于”或“大于”)。答案：0.5；大于11（2010荊州）52如圖所示，一塊均勻

15、的厚木板長15m，重400N，對稱的擱在相距8m的A、B兩個支架上。一個體重為500N的人，從A點出發(fā)向左走到離A點 m處時，木板將開始翹動。答案：3.2三 計算題1（2010武漢）高壓起重氣墊是一種適合于地震救災的起重工具。它由如圖甲所示的高壓氣瓶、氣管、閥門與氣墊連接而成。起重時，氣墊放入重物與地面的間隙之間，由高壓氣瓶向氣墊內充氣，氣墊在短時間內可把重物舉起一定高度。高壓氣瓶向氣墊內充氣時，氣瓶內的氣體溫度 ，內能 。如果高壓起重氣墊在5s內可將105N的物體舉高0.1m，則其功率為 W。圖乙中，質地均勻的長方體石板長為2m、重為6104N。當氣墊內最高氣壓比外界高106Pa時，石板恰好

16、被頂起，此時氣墊和石板的接觸面是連長為20cm的正方形。 在圖乙中畫出氣墊恰好頂起石板時的阻力臂l2。氣墊恰好頂起石板時，氣墊的中心至少離石板右端的支點O多遠？2（2010恩施）如圖所示，把一根質量是2kg且質量均勻分布的木棒AOB從O點懸掛（AO=3OB），當在B端掛一個重物時，木棒恰在水平位置平衡。求此重物的質量是多少？答案：2kg3 (2010義烏)某科學興趣小組利用硬棒（質量一可忽略不計）、細線、若干已知重力的物體、刻度尺等器材來研究杠桿平衡的條件。如圖所示，在 C 處掛一待測物體 B ，當重為 8 牛的物體 A 掛在 D 處時，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺測得 OC 為 6 厘米，

17、OD 為 18 厘米。 ( 1 ）此時物體 B 的重力是多少牛？( 2 ）保持 O 點位置和物體 A 的重力不變，在 C 處掛上不同重力的物體，移動物體 A 的位置，使硬棒在水平位置平衡，分別在 OE 上標出相應的重力值所對應的刻度，就制成了一根能直接讀出待測物體重力的杠桿。問該杠桿的刻度是否均勻？請說明理由。 4（2010常州）如圖所示，一輕質杠桿OA可繞O點無摩擦轉動，A端用繩子系在豎直墻壁的B點，在杠桿的C點懸掛一重為20N的物體，杠桿處于水平靜止狀態(tài)已知OA長為50cm，OC長為30cm，OAB=30 (1)請在圖中畫出繩子對杠桿拉力F的力臂 (2)拉力F的大小是多少?答案：解：1）F的力臂如圖所示。2）如圖，在RtOAD中，OAD=90，OD=1/2OA=1/2*50cm=25cm 根據杠桿平衡條件得：F*OD=G*OC 有F*25cm=20N*30cm 解得F=24N（三）、附加題訓練5（2010湘潭）26（6分）如圖，長3.0m、重10N且密度不均勻的金屬桿，可繞O點在豎直平面內自由轉動?，F用豎直向上的拉力F使金屬桿保持水平，測出O點到拉力F的距離及F的大小，再改變拉力F作用點的位置，測出相應的F與x的大小，所得實驗數據