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文檔簡介

簡單機械-杠桿基礎(chǔ)知識精講年級:九年級科目:科學種類:同步制作人:王要【知識新授】:杠桿一、杠桿(1)杠桿①定義:一根硬棒,在力的作用下若是可以繞著固定點轉(zhuǎn)動,這根硬棒就叫杠桿。②杠桿五要素:支點O:杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點;動力F1:使杠桿轉(zhuǎn)動的力;阻力F2:阻攔杠桿轉(zhuǎn)動的力;動力臂l1:支點到動力作用線的距離;阻力臂l2:支點到阻力作用線的距離。(2)杠桿的平衡條件①杠桿平衡:當有兩個力或幾個力作用在杠桿上,若杠桿保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動,則杠桿平衡。②平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂即F1L1=F2L2(3)杠桿的分類種類力臂關(guān)系力的關(guān)系特點應用舉例省力杠桿費力杠桿等臂杠桿(4)實驗研究:杠桿的平衡條件1、器材:杠桿和它的支架,鉤碼、尺、線。2、實驗操作步驟。①如圖,將杠桿的支點支在支架上,調(diào)治杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平川址處于平衡狀態(tài)。思慮:為什么杠桿要處于水平川址平衡?②在杠桿的兩邊分別掛上不同樣數(shù)量的鉤碼,在杠桿上左右搬動懸掛的地址,直到杠桿再次達到水平川址處于平衡狀態(tài)。③用直尺量出動力臂L1、阻力臂L2,填入表內(nèi)。④改變力和力臂的大小,重復上述實驗4次,將有關(guān)數(shù)據(jù)填入表內(nèi)。解析綜合上述各組數(shù)據(jù),得出結(jié)論:F1L1=F2L2(5)注意:①杠桿可以是直的,也可以是彎的。②動力和阻力使杠桿的轉(zhuǎn)動方向恰巧相反。決定杠桿轉(zhuǎn)動的是力和力臂的乘積大小。③要使動力最小,必定使動力臂最長(以下兩圖所示)。④實質(zhì)應用中要分清五要素,在列平衡式求解。【經(jīng)典例題】【例1】使用杠桿為我們的生活帶來方便,以下杠桿的使用可以省距離的是()A.開瓶器B.鑷子C.鉗子D.自行車手閘參照答案:B【解析】:A、開瓶器在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,但費距離;B、鑷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,但省距離;C、鉗子在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,但費距離;D、自行車手閘在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,但費距離;應選

B.【例

2】以下列圖的四種情況中,所使用的杠桿屬于費力杠桿的是(

)羊角錘

B.筷子C.啟瓶器

D.獨輪車參照答案:

B【解析】:A、羊角錘在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,不吻合題意.B、筷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,吻合題意.C、啟瓶器在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,不吻合題意.D、獨輪車在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,不吻合題意.應選B.【例3】如圖為用瓶起開啟瓶蓋的情況,關(guān)于該瓶起使用時的杠桿表示圖正確的是()A.B.C.D.參照答案:D【解析】:在使用瓶起時,支點在最前端,而AB的支點搞錯,因此錯誤;動力F1方向向上,而阻力F2方向向下,因此C錯誤、D正確.應選D.三.作圖題(共5小題)【例4】依照題目要求作圖,如圖,舉著啞鈴的前臂骨骼可看作杠桿,畫出動力F1的表示圖及阻力F2的力臂L2.參照答案:以以下列圖【解析】:當手握啞鈴向上曲肘時,若把前臂看作杠桿,支點在肘關(guān)節(jié)的O地址,肱二頭肌縮短抬起前臂是動力F1,方向斜向上;啞鈴作用在手上產(chǎn)生的力是阻力,從支點向F2做垂線段,獲取F2的力臂L2.以下列圖:【例5】如圖為吊車起吊貨物的工作表示圖,請在圖中畫出動力、阻力和阻力臂.參照答案:以以下列圖【解析】:由圖知,吊車起吊貨物時,O是支點,撐桿施加的是動力F1,方向與吊臂垂直;貨物施加的是阻力F2,方向豎直向下;從支點到阻力作用線的垂線段是阻力臂L2.以下列圖:.【例6】以下列圖,杠桿處在平衡狀態(tài),請在圖中畫出動力F1和阻力臂2.L參照答案:以以下列圖【解析】:從支點

O作F2作用線的垂線段就是

F2的力臂

L2;過動力臂

L1的尾端作垂直于動力臂的作用力

F1,與杠桿的交點為力的作用點,為使杠桿平衡,動力的方向應斜向下,以下列圖:.【例7】如圖用羊角錘拔釘子時把羊角錘看作杠桿,O為支點,畫出在A點施加的最小力F的表示圖及其力臂L.參照答案:以以下列圖【解析】:由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知,當動力臂最大時,動力最小,即最省力,最長的力臂即支點與作用點的連線,爾后依照力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力即可.以下列圖:【例8】畫出使杠桿AOBCD在以下列圖地址靜止時所用最小力F的作用點和方向.參照答案:以以下列圖【解析】:由圖知,O為支點,則以O(shè)D為動力臂最長,因此用力方向與OD垂直向下,最省力,以下列圖:【例9】“節(jié)約用水,人人有責”.如圖甲是用水后及時關(guān)閉水龍頭時的情況,水龍頭手柄看作是一個杠桿,請你在圖乙所示的表示圖中畫出阻力臂L2,并畫出施加在A點的最小動力F1及其力臂L1.參照答案:作圖以下【解析】:過O點作阻力F2的垂線,即為阻力F2對支點O的力臂L2;動力最小,即動力臂最長,阻力的方向已標出,因此動力的方向應該向下,連接支點O與A點,過A點作OA的垂線就獲取在A點施加的最小動力F1,OA即為動力臂L1,以以下列圖所示..【知識點拓展】投石機中國的投石器最早出現(xiàn)于戰(zhàn)國時期,用人力在遠離投石器的地方一齊牽拉連在橫桿上的梢(炮梢,架在木架上,一頭用繩索栓住容納石彈的皮套,另一頭系以好多條繩索,方便人力拉拽)將石彈拋出,分單梢和多梢。最多的有十三梢,最多需500人施放。唐至德二年(757年),正當安史之亂時期,史思明、蔡希德發(fā)兵十萬攻擊太原,太原守將李光弼曾使用投石機擊斃安史叛軍十分之二三。北宋開寶八年(975年),宋朝在攻滅南唐時使用了“火炮”。這是一種使用可燃燒彈丸的投石機。北宋政府在建康府(今江蘇南京)、江陵府(今湖北江陵)等城市建立了火藥制坊,制造了火藥箭,火炮等以燃燒性能為主的武器,宋敏求在《東京記》載,京城開封有制造火藥的工廠,叫“火藥窯子作”。這時的彈丸已可爆炸,聲如霹靂,故稱之“霹靂炮”。靖康元年(1126年),金入圍攻汴京,李綱在守城時曾用霹靂炮擊退金兵,“夜發(fā)霹靂炮以擊賊,軍皆驚呼”。南宋初年,右正議醫(yī)生舊規(guī)著《守城機要》,其中對投石機(炮)有詳細闡述。南宋紹興三十一年(1161年),宋軍已經(jīng)將霹靂炮裝備在水師艦船上。金海陵王完顏亮撕毀《紹興和議》伐宋時,虞允文在采石磯反擊金軍渡江,“舟中忽放一霹靂炮,蓋以紙為之,自空而下,其聲如雷,紙裂而石灰散為煙霧,瞇其人馬之目,人物不相見。逐大敗之”。此后蒙古南侵之時,金軍也學會近似的方法抗蒙。蒙古軍隊則從波斯人那處學來“回回炮”“襄陽炮”,即“平衡重錘投石機”,又稱“配重式投石機”。用絞盤升起重物,靠重物下墜的勢能轉(zhuǎn)改動能把杠桿另一頭的炮彈射出。其平衡重錘重量平常在4到10噸左右,以致整個投石機形體弘大?!对贰ぐ⒗锖Q纻鳌份d:“會有西域人亦思馬因獻新炮法,因以其人來軍中?!薄皺C發(fā),聲震天地,所擊無不摧陷,入地七尺”。到了14世紀中期,有的拋機竟能拋射快要1000磅重的彈體。威力巨大。精練年級:九年級科目:科學種類:同步知識點:杠桿基礎(chǔ)知識難度:基礎(chǔ)總題量:15預估總時間:30min一.選擇題(共2小題)1.以下關(guān)于杠桿的說法正確的選項是()A.杠桿必定是一根直棒B.杠桿的支點必然在杠桿的中間C.杠桿可以是直的,也可以是波折的D.所謂動力、阻力都是杠桿給其他物體的力參照答案:C【解析】A、C、杠桿是一根可以承受力的硬棒,可以是直的,也可以是彎的.選項A錯誤,選項C正確;B、杠桿的支點可以在兩個力之間,但不用然是杠桿的中點,也可以在杠桿的一端.此選項錯誤;D、使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫動力,阻攔杠桿轉(zhuǎn)動的力叫阻力.動力、阻力都是杠桿受到的力.此選項錯誤.應選C.2.關(guān)于杠桿的以下說法正確的選項是()A.從動力作用點到支點的距離叫做動力臂B.力臂不用然在杠桿上C.與杠桿垂直作用的力最大D.杠桿越長,用起來越省力參照答案:B【解析】A、從支點到動力作用線的距離叫做動力臂,故A錯誤;B、由于力臂是支點到力作用線的距離,故力臂不用然在杠桿上,故B正確;C、作用在杠桿上的力大小取決于對應力臂大小,故C錯誤;D、依照杠桿平衡條件可知,當阻力和阻力臂乘積一準時,動力臂越長越省力,故D錯誤.應選:B二.填空題(共6小題)3.如圖是工人經(jīng)常使用的鐵鍬,若是把鐵鍬看作費力杠桿,則支點是點,動力作用點是點.參照答案:C;B.【解析】如圖并結(jié)合生活經(jīng)驗可知:若把鐵鍬看作是費力杠桿時,C點是支點,B點是動力作用點.4.如圖是同學們常用的燕尾夾,AB=BC,當用力摁住C點打開該夾子時,可把點看作支點,此時夾子可近似看作杠桿(選填“省力”、“費力”或“等臂”).參照答案:B;等臂.【解析】當用力摁住C點打開該夾子時,AC是圍繞B點轉(zhuǎn)動的,故B為支點;由于AB=BC,故動力臂等于阻力臂,為等臂杠桿.5.以下列圖,杠桿的支點是,動力F1的力臂是,它是一個杠桿.參照答案:O;OC;省力.【解析】以下列圖,杠桿的支點是O,動力F1的力臂是支點到動力作用線的距離,即OC;動力F2力臂是支點到阻力作用線的距離,即OD;由于OC>OD,因此它是一個省力杠桿.6.以下列圖,是一種指甲刀的結(jié)構(gòu)表示圖,其中ABC是一個或“費力”),支點是點,ABC上有粗糙的花紋,是為了

杠桿(填“省力”摩擦.(填“增大”或“減小”)參照答案:省力,C,增大.【解析】1.由圖可知,杠桿ABC在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,支點為C點.2.ABC上有粗糙的花紋是經(jīng)過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的.7.剪刀是平常生活中常用的一種工具,它的種類有各樣各樣的,但其實都是一對.以下列圖的剪刀,你認為剪較硬的物體時,應該使用剪刀;剪紙或布時,應該使用剪刀;維修樹枝時,應該使用剪刀.參照答案:杠桿,E,AC,D.【解析】圖中各式各樣的剪刀都是杠桿;要用剪刀剪較硬的物體時,需要省力,因此需采納動力臂大于阻力臂的剪刀,故選E;剪紙或布時,不用太大的力,因此需要考慮省距離,但費力,應選動力臂小于阻力臂的剪刀AC;維修樹枝時,需要選擇省力的剪刀,但不需要費太多力氣,因此選擇剪刀D來進行維修樹枝.8.有以下幾種簡單機械:①面包夾;②天平;③瓶蓋起子;④火鉗;⑤撬棒;⑥理發(fā)剪刀;⑦羊角錘;⑧手動抽水機;⑨筷子.其中屬于省力杠桿的有

,屬于費力杠桿的有

,屬于等臂杠桿的有

.(填序號)參照答案:③⑤⑦⑧,①④⑥⑨,②.【解析】我們在使用瓶蓋起子、撬棒、羊角錘、手動抽水機時都是為了省力,并且在使用的過程中都是動力臂大于阻力臂,因此它們都是省力杠桿;我們在使用面包夾、火鉗、理發(fā)剪刀、筷子時都是為了省距離,并且在使用的過程中都是動力臂小于阻力臂,因此它們都是費力杠桿;天平是典型的等臂杠桿,它的動力臂等于阻力臂.9.垂釣時,垂釣竿可看作一根杠桿,如圖,它是一個杠桿,其支點位于圖中的點.要使釣起魚時省力一些,則垂釣者兩只手之間的距離應一些(填“增大”或“減小”).參照答案:費力;A;增大.【解析】由圖可知,關(guān)于垂釣竿這個杠桿來說,它以點A為支點,因此它的動力臂小于阻力臂,是費力杠桿;在垂釣時,魚對杠桿的阻力和阻力臂都不變,由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可推得要使F1減小可增大L1,即增大兩手之間的距離;三.作圖題(共5小題)10.以下列圖,O是杠桿OA的支點.在圖中畫出拉力F1和F2的力臂L1和L2.參照答案:作圖以下【解析】從支點向力的作用線作垂線,支點到垂足的距離就是力臂.故答案:11.以下列圖,重100N的均勻木棒AB在細繩拉力作用下保持靜止.請在圖甲中畫出木棒所受拉力的力臂L及所受重力的表示圖.參照答案:作圖以下【解析】以下列圖:12.分別作出以下杠桿的五要素參照答案:作圖以下【解析】將力的作用線延長,從支點向力的作用線引垂線.13.如圖是電工師傅們挖的埋水泥電線桿的坑(坑的寬度僅比電線桿的粗端直徑稍大一點),電工師傅們準備將電線桿埋入坑中.水泥電線桿的重心為O,請在圖中畫出,剛抬起電線桿的最小動力和重力的表示圖,并在圖中畫出動力臂l1和阻力臂l2.參照答案:作圖以下【解析】在剛抬起電線桿的細端時,要使用的力最小,需要在A端施加豎直向上力,即為動力F;過重心沿豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段,并用符號G表示;過支點C分別做動力和重力作用線的垂線段,即動力臂l1和阻力臂l2;以以下列圖所示:14.以下列圖,曲桿AOBC自重不計,O為支點,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲桿在圖示地址

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