課時10.1科學(xué)探究杠桿的平衡條件（原卷版）

課時10.1杠桿及其應(yīng)用（幫課堂）（原卷版）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道什么是杠桿，知道杠桿的幾個概念。理解力臂的概念，能確定動力臂和阻力臂；2.通過實驗，探究并理解杠桿的平衡條件；3.能從常見的工具中和簡單機械中識別出杠桿，并進(jìn)行簡單的分類?！局R導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識】知識點一：杠桿1.什么是杠桿？現(xiàn)象人用力向下壓撬棒，可以把較重的石頭撬起小孩壓蹺蹺板，可以把距離轉(zhuǎn)動軸近的大人托起來手用力向下壓抽水機的手柄，可以將抽水機的活塞提起抽出水來示意圖共同特點撬棒、蹺蹺板、抽水機的手柄都是“硬”的，且都在力的作用下繞固定點轉(zhuǎn)動探究歸納在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒就稱為杠桿【深化透析】(1)硬棒：在力的作用下不容易發(fā)生明顯形變的物體。并且不容易斷裂。（不一定是直的物體）(2)力：要有力作用在杠桿上（比如：撬棒在沒有使用時就不能稱為杠桿）(3)杠桿能繞著固定點轉(zhuǎn)動。2.杠杠的五要素：名稱定義備注支點（O）杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點支點一定在杠桿上動力（）使杠桿轉(zhuǎn)動的力動力與阻力是相對而言的，受力物體都是杠桿，即動力和阻力的作用點都在杠桿上阻力（）阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力動力臂（）從支點到動力作用線的距離力的作用線：是過力的作用點沿力的方向所畫的一條直線，是點到線的距離阻力臂（）從支點到阻力作用線的距離3.力臂的表示與畫法(1)力臂的三種表示方法：可以用大括號表示，在上面標(biāo)出或，也可以在兩端用箭頭表示，再標(biāo)出或。如圖所示：(2)力臂的畫法：=1\*GB3①在杠桿的示意圖上確定支點0=2\*GB3②畫好動力作用線及阻力作用線，如有必要，畫的時候要用虛線將力的作用線延長。=3\*GB3③從支點0向力的作用線作垂線，畫出垂足，則從支點到垂足的距離就是力臂。知識點二：杠桿的平衡條件1.杠桿的平衡：是指杠桿保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。2.探究杠桿的平衡條件：提出問題杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關(guān)系猜想與假設(shè)假設(shè)一：假設(shè)二：假設(shè)三：假設(shè)四：設(shè)計實驗與制定計劃實驗裝置如右圖。實驗時，分別改變支點兩邊懸掛鉤碼的個數(shù)和懸掛位置，驗證假設(shè)進(jìn)行實驗與收集證據(jù)將帶有刻度的硬桿調(diào)節(jié)在水平位置平衡在硬桿的兩邊分別掛上數(shù)目不同的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼到支點的距離，使杠桿水平靜止改變鉤碼個數(shù)并調(diào)節(jié)懸掛點到支點的距離，使硬桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)。將各次實驗數(shù)據(jù)填入下表實驗序號123依據(jù)表中記錄的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，和自己的猜想與假設(shè)對照實驗結(jié)論：交流與合作杠桿的平衡條件：即：評估實驗中要保持硬桿在水平位置平衡，并采取多次測量的方法，科學(xué)合理，結(jié)論正確注意事項1.本實驗進(jìn)行多次實驗的目的是避免出現(xiàn)偶然性，使結(jié)論更可靠。不能認(rèn)為是減小誤差2.實驗中讓杠桿在水平位置平衡，目的是便于直接從杠桿上讀出力臂。3.實驗前杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)：左高往左調(diào)，右高往右調(diào)知識點三：與液體壓強相關(guān)的應(yīng)用實例根據(jù)杠桿的平衡條件，可以把杠桿在應(yīng)用中分為三種情況：省力杠桿費力杠桿等臂杠桿圖示條件特點省力，但費了距離費力，但可以省距離不省力，也不省距離實例鍘刀、起子、剪鋼絲的鉗子筷子、理發(fā)用的剪刀、鑷子、釣魚竿托盤天平如圖所示的用具，在正常使用的過程中，屬于費距離杠桿的是（）A．托盤天平 B．筷子 C．獨輪車 D．船槳如圖，杠桿可繞O點轉(zhuǎn)動，請畫出力F的力臂?！咀鳂I(yè)幫】1．如圖所示的工具中，在使用時屬于省力杠桿的是A．天平 B．釣魚桿C．筷子 D．鉗子2．如圖所示是某同學(xué)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．改變鉤碼的懸掛點的位置B．改變A處懸掛鉤碼的個數(shù)C．改變B處拉杠桿的細(xì)線方向D．改變B處拉杠桿的細(xì)線長度3．《墨經(jīng)》最早記述了杠桿原理．如圖中“標(biāo)”“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力．以下說法符合杠桿原理的是A．“權(quán)”小于“重”時，A端一定上揚B．“權(quán)”小于“重”時，“標(biāo)”一定小于“本”C．增大“重”時，應(yīng)把“權(quán)”向A端移D．增大“重”時，換用更小的“權(quán)”4．如圖所示，兩個等高的托盤秤甲、乙放在同一水平地面上，質(zhì)量分布不均勻的木條AB重24N，A、B是木條兩端，O、C是木條上的兩個點，AO=B0，AC=OC．A端放在托盤秤甲上，B端放在托盤秤乙上，托盤秤甲的示數(shù)是6N．現(xiàn)移動托盤秤甲，讓C點放在托盤秤甲上．此時托盤秤乙的示數(shù)是（

）A．8N B．12N C．16N D．18N5．如圖AB為一可繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，在A端通過繩子作用一個拉力，使杠桿平衡，保持重物不動，而使繩繞A點沿圖中虛線緩慢逆時針轉(zhuǎn)動，則F（

）

A．先變大后變小

B．先變小后變大

C．不變

D．無法判斷6．用一輕質(zhì)杠桿抬起重物，動力臂為2米，阻力臂為1米，阻力為30牛，則動力為_____牛；這是_____杠桿。（選填“省力”、“費力”或“等臂”）這類杠桿的缺點是___。7．人體某些部位也具有杠桿的功能，如圖是二頭肌收縮將前臂收回的動作，此時支點是___________（填“A”或“B”），手臂屬于___________杠桿。8．如圖所示，質(zhì)量分布均勻的相同的兩塊磚平放在水平地面上，現(xiàn)分別用始終豎直向上的力F1和F2分別作用在ab和cd的中點，使它們緩慢的豎直起來，且磚不在地面上滑動，當(dāng)磚的邊ab、cd剛離開地面時F1________F2（選填“＞”、“＜”或“=”）。當(dāng)兩塊磚抬高至豎直位置時，F(xiàn)1、F2做功的大小分別為W1、W2，則W1________W2（選填“＞”、“＜”或“=”）。9．在圖中分別畫出杠桿處于平衡狀態(tài)時F1和F2的力臂l1和l2。10．如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，請畫出力F的力臂L。11．如下所示，裝有物品的旅行箱整體可視為杠桿，O為支點，B為重心，A為拉桿的端點。拉桿旅行箱在圖示位置靜止，畫出在A點的最小拉力F及它的力臂l。12．小陳利用如圖所示的裝置探究杠桿平衡條件：（1）如圖甲所示，若杠桿在使用前左端低、右端高，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的螺母向______（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)至平衡。（2）下列實驗步驟中：A．將杠桿放在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。B．計算每次實驗中F1L1和F2L2的大小，根據(jù)計算結(jié)果得出杠桿的平衡條件。C．再次改變鉤碼的個數(shù)或位置，重復(fù)實驗。D．記下動力F1、動力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中。E．將鉤碼掛在杠桿的兩邊，改變鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡。正確的順序是______（填字母）。（3）如圖乙所示，如需杠桿在水平位置平衡（OA︰OB＝4︰3），這時應(yīng)在右側(cè)B點處添加______個相同的鉤碼；如圖丙所示，彈簧測力