第19課 簡(jiǎn)單機(jī)械-杠桿（原卷版）

第19課簡(jiǎn)單機(jī)械-杠桿學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解杠桿的五要素和分類掌握杠桿的受力分析與計(jì)算分清杠桿的五要素掌握杠桿平衡原理復(fù)雜杠桿的受力分析002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)觀察下列裝置分析其作用撬棒撬重物剪刀剪樹釣魚竿汽車方向盤003知識(shí)梳理一.杠桿1.杠桿的定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。2.杠桿的五要素：(1)支點(diǎn):杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。(用0表示)(2)動(dòng)力:使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。(用F1表示)(3)阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。(用F2表示)(4)動(dòng)力臂:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。(用L1表示)(5)阻力臂:從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。(用L2表示)二.研究杠桿的平衡條件1.杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。2.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。3.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/l14.解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問題：此類問題中阻力×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①在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)②動(dòng)力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。三.杠桿的分類1.由杠桿平衡原理進(jìn)行杠桿分類2.杠桿兩個(gè)力的關(guān)系：力在支點(diǎn)同側(cè)：力指向杠桿兩側(cè)（2）力在支點(diǎn)兩側(cè)：力指向杠桿同側(cè)3.有質(zhì)杠桿：杠桿自身的質(zhì)量作為阻力影響，受力分析時(shí)以一端為支點(diǎn)，分析另一端的力。8.多力臂：對(duì)于同一個(gè)杠桿，有著多個(gè)力共同作用得到一個(gè)平衡的效果，或原已平衡的杠桿動(dòng)態(tài)分析00401強(qiáng)化訓(xùn)練一、選擇題1．如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。為了切斷甘蔗，下列最省力的是（）

A．F1 B．F2 C．F3 D．F42．如圖所示，一根粗細(xì)和質(zhì)量分布都均勻的硬棒置于支點(diǎn)O上，左端用細(xì)繩固定在物體A上，一個(gè)重為G的小球從O點(diǎn)開始向右滾動(dòng)（物體A始終未離開地面），小球滾動(dòng)過程中物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)p與小球到O點(diǎn)之間的距離s之間的關(guān)系圖像為（）

A．

B．

C．

D．

3．如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，某同學(xué)在杠桿的左端掛一重為G的物塊，在A端施加一個(gè)始終豎直向下的動(dòng)力F，將重物慢慢提升到一定高度，使杠桿處于圖示的位置靜止。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A．此時(shí)杠桿是平衡的 B．此時(shí)該杠桿是省力杠桿C．此時(shí)數(shù)值關(guān)系 D．要使A端的力最小，則F的方向應(yīng)垂直O(jiān)A向下4．小金在做“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先后出現(xiàn)杠桿右端下降的現(xiàn)象。為使杠桿水平平衡，下列操作正確的是（）A．圖甲中左平衡螺母向左調(diào)：圖乙中右側(cè)平衡螺母向左調(diào)B．圖甲中左平衡螺母向右調(diào)；圖乙中右側(cè)平衡螺母向左調(diào)C．圖甲中右平衡螺母向左調(diào)；圖乙中右側(cè)鉤碼向左移動(dòng)D．圖甲中右平衡螺母向右調(diào)：圖乙中右側(cè)鉤碼向左移動(dòng)5．如圖所示的杠桿提升重物G，杠桿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在OB達(dá)到水平位置之前的過程中，若力F的方向始終保持與OA垂直，則力的大小將（）A．逐漸變小 B．逐漸變大 C．不變 D．無法確定6．為使杠桿保持水平位置平衡（如圖），需在A點(diǎn)施加一個(gè)力。圖中不能使杠桿平衡的力是（）A．F1和F2 B．F1和F4 C．F2和F3 D．F3和F47．人踮腳時(shí)腳掌可以看作一個(gè)杠桿，下列能正確表示踮腳時(shí)該杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力的示意圖是（）A．B．C．D．8．下列屬于省力杠桿的是（）A．劃船時(shí)的船槳B．剪鐵皮的剪刀C．食品夾 D．舉起啞鈴的前臂9．如圖所示筷子盒。在A處施加向下的力時(shí)，筷子會(huì)從出口滾出。忽略筷子的壓力，以下能正確表示按下A處時(shí)杠桿示意圖的是（）

A．B．C．D．10．如圖所示，圓弧形軌道CD固定，水平杠桿OA的A端恰在圓的圓心處，小圓環(huán)E套在軌道上通過細(xì)線與水平桿OA端相連，一重物G懸掛在杠桿上的B點(diǎn)。在E環(huán)從C點(diǎn)沿軌道順時(shí)針轉(zhuǎn)到D點(diǎn)的過程中，細(xì)線對(duì)A端的拉力F的變化情況，以下說法正確的是（）

A．保持不變B．先變小再變大C．一直變小D．先變大再變小11．如圖所示，是我國(guó)古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理（如圖所示），此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)，有關(guān)它的說法錯(cuò)誤的是（）A．“標(biāo)”“本”表示力臂，“權(quán)”“重”表示力B．“權(quán)”“重”增加相同的質(zhì)量，A端會(huì)上揚(yáng)C．增大“重”時(shí)，應(yīng)把“權(quán)”向A端適當(dāng)移動(dòng)D．若將提紐O向B端移動(dòng)一些，桿秤測(cè)量范圍變大12．如圖所示是環(huán)衛(wèi)工人用的一種垃圾夾的結(jié)構(gòu)示意圖。拉繩的一端固定在手把上，另一端穿過空心管桿與兩夾爪的一端相連，當(dāng)用力捏手把時(shí)，夾爪在拉繩的作用下可夾持物體，同時(shí)彈簧被壓縮；當(dāng)松開手把時(shí)，夾爪在彈簧的作用下恢復(fù)原狀。在使用過程中，手把和夾爪分別是（）A．省力杠桿，費(fèi)力杠桿 B．費(fèi)力杠桿，省力杠桿C．省力杠桿，省力杠桿 D．費(fèi)力杠桿，費(fèi)力杠桿13．如圖甲所示的水龍頭，徒手很難擰開。用圖乙所示的“鑰匙”，安裝并旋轉(zhuǎn)“鑰匙”就能正常出水（如圖丙所示）。下列有關(guān)這把“鑰匙”在使用過程中的分析，正確的是（）A．減小阻力B．減小阻力臂C．增大動(dòng)力 D．增大動(dòng)力臂二、填空題14．如圖所示，推走獨(dú)輪車之前，先將其撐腳抬離地面。慢慢抬起的過程中，獨(dú)輪車屬于（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿。已知車廂和磚頭的總重力G=800N，則圖中人手豎直向上的力為N。若施加在車把手向上的力始終與把手垂直，則慢慢抬起的過程中這個(gè)力的大?。ㄟx填“逐漸增大”、“逐漸減小”或“始終不變”）。15．如圖甲所示，長(zhǎng)木板重10N，長(zhǎng)木板底面積為100cm2，現(xiàn)將其底面積50cm2與水平桌面接觸，木板靜止時(shí)對(duì)桌面的壓強(qiáng)為Pa；在水平外力作用下推動(dòng)木板緩慢向左運(yùn)動(dòng)，直至木板全部移到桌面上，在這個(gè)過程中，木板所受摩擦力的大小（選填“變大”“變小”或“不變”）。小明做了圖乙的探索，長(zhǎng)木板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，將該長(zhǎng)木板的0.2L長(zhǎng)度伸出桌子邊緣，用豎直向下的力F0壓長(zhǎng)木板的一端，當(dāng)F0=時(shí)，長(zhǎng)木板剛好會(huì)被翹起。16．杭溫鐵路建成通車后，仙居到杭州不到1小時(shí)，目前正在建造中。在建造過程中需要使用大型起重機(jī)“龍門吊”。它主要由主梁和支架構(gòu)成，可以提升與平移重物，其示意圖如圖所示：（1）“龍門吊”將千克的重物先從地面提升到8米，再向左平移6米到工作臺(tái)，在這整個(gè)過程中“龍門吊”對(duì)重物做功的大小是焦。（2）已知重物的重力為G，主梁總長(zhǎng)為L(zhǎng)，不考慮主梁自身重力。重物由主梁右側(cè)向左側(cè)移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)的距離為s時(shí)，以主梁左端點(diǎn)為支點(diǎn)，右支架對(duì)主梁的支持力F的表達(dá)式（用所給字母表示）。17．我國(guó)古代記錄傳統(tǒng)手工技術(shù)的著作《天工開物》里記載了一種搗谷用的春，“橫木穿插硬頭，嘴為鐵，足踏其末而舂之”，如圖甲所示。圖乙為腳向下施加力F1踩舂時(shí)在某一位置的示意圖。（1）若碓頭質(zhì)量為10千克，在圖示位置保持平衡時(shí)，l1=40厘米，l2=1.2米，不計(jì)橫木的重力和摩擦，則腳向下施加的力F1=；（2）如果想省力些，可將腳踩點(diǎn)適當(dāng)（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）O點(diǎn)。三、探究題18．如圖所示，將長(zhǎng)為1.2米的輕質(zhì)木棒（重力忽略不計(jì)）平放在水平方形臺(tái)面上，左右兩端點(diǎn)分別為A、B，它們距臺(tái)面邊緣處的距離均為0.3米。在A端掛一個(gè)重為30牛的物體，在B端掛一個(gè)重為G的物體。（1）若G＝30牛，臺(tái)面收到木棒的壓力為多少？（2）若要使木棒右端下沉，B端掛的物體至少要大于多少？（3）若B端掛物體后，木棒仍在水平臺(tái)面上保持靜止，則G的取值范圍為多少？19．某實(shí)踐小組在老師的指導(dǎo)下，動(dòng)手制作量程為20g，最小刻度為1g的桿秤（如圖）?！局谱鞑襟E】①做秤桿：選取一根粗細(xì)均勻的木棒，在木棒左端選擇兩點(diǎn)依次標(biāo)上“A”、“B”；②掛秤盤：取一個(gè)小紙杯，剪去上部四分之三，系上細(xì)繩，固定在秤桿的“A”處；③系秤紐：在秤桿的“B”處系上繩子；④標(biāo)零線：將5g的砝碼系上細(xì)繩制成秤砣，掛到秤紐的右邊，手提秤紐，移動(dòng)秤砣，使秤桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，在秤砣所掛的位置標(biāo)上“0”；⑤定刻度?！窘涣髟u(píng)價(jià)】（1）步驟④在該位置標(biāo)零線的目的是；（2）已知秤桿的刻度是均勻的，這種均勻的刻度是如何標(biāo)定的呢？請(qǐng)你簡(jiǎn)要描述秤桿刻度標(biāo)定的方案；（3）使用一段時(shí)間后，若秤砣磨損，則測(cè)量結(jié)果會(huì)（選填“偏小”或“不變”或“偏大”）。四、簡(jiǎn)答