12.1杠桿-【課堂筆記】（人教版）

學(xué)而優(yōu)教有方第十二章簡單機(jī)械第1節(jié)杠桿教材考點(diǎn)梳理一、杠桿1.定義：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。（杠桿可直可曲，形狀任意）2.五要素——組成杠桿示意圖:（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點(diǎn)。用字母O表示。（2）動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F1表示。（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F2表示。（4）動力臂：從支點(diǎn)到動力作用線的距離。用字母l1表示。（5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母l2表示?！米雷樱篈.動力、阻力都是杠桿的受到的力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。B.動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉(zhuǎn)動的方向相反。3.力臂畫法：（1）確定支點(diǎn)O。（2）畫力的作用線（延長線或反向延長線用虛線）。（3）畫力臂（虛線，過支點(diǎn)作力的作用線的垂線，垂直符號不能少）。（4）標(biāo)力臂字母（大括號）。二、實(shí)驗(yàn)：研究杠桿的平衡條件1.杠桿平衡的含義：指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。2.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）組裝、調(diào)節(jié)杠桿，使杠桿在水平位置平衡（左高向左調(diào)）。（好處：方便直接讀出力臂）（2）用細(xì)線在杠桿左右兩端懸掛數(shù)量不同的鉤碼，移動鉤碼位置，使杠桿重新在水平位置平衡，并記錄數(shù)據(jù)。（3）多次改變鉤碼個數(shù)和位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。3.杠桿的平衡條件：（杠桿原理）動力×動力臂＝阻力×阻力臂。（公式F1l1=F2l2）4.其它?？键c(diǎn)：（1）支點(diǎn)選在杠桿中點(diǎn)的原因：避免杠桿自重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（2）改變鉤碼個數(shù)和位置，多次實(shí)驗(yàn)的目的是：得出普遍規(guī)律。（3）實(shí)驗(yàn)中，把鉤碼換成彈簧測力計(jì)的好處：A.可以改變力的方向。B.可以直接讀出拉力大小。（4）當(dāng)彈簧測力計(jì)從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿時：彈簧測力計(jì)示數(shù)變大。原因是拉力的力臂逐漸變小。（5）過杠桿的支點(diǎn)再施加另外一個力后，是否影響杠桿的平衡：不影響，因?yàn)檫@個力的力臂為零。三、杠桿的分類名稱結(jié)構(gòu)特征特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿動力臂大于阻力臂省力、費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀、啟瓶器費(fèi)力杠桿動力臂小于阻力臂費(fèi)力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿、筷子、鑷子等臂杠桿動力臂等于阻力臂不省力不費(fèi)距離天平，定滑輪、蹺蹺板四、杠桿平衡時動力最小問題1.如何使動力最?。捍祟悊栴}中阻力×阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大。2.要使動力臂最大需要做到：（1）在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)。（2）動力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向。重難點(diǎn)突破1．（2023湖南懷化）生活中常用到各種各樣杠桿。有借助撬棒來撬動石頭（如圖甲），撬棒屬于______杠桿；有稱量物體質(zhì)量的天平（如圖乙），天平屬于______杠桿。（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）2．（2023安徽）如圖1，爸爸和小紅坐在蹺蹺板的兩側(cè)，在水平位置保持平衡。將其簡化成圖2所示的杠桿，不計(jì)杠桿自重的影響，若小紅的質(zhì)量為15kg，則爸爸的質(zhì)量為________kg。3．（2023山西）尊老愛幼是中華民族的傳統(tǒng)美德。小偉在重陽節(jié)送給爺爺一款帶有放大鏡的指甲刀（如圖所示），以方便爺爺剪指甲。剪指甲時，透鏡到指甲的距離比一倍焦距______________，所成的像為放大的______________像。拇指按壓的手柄是______________杠桿。手柄上有凹凸不平的花紋，目的是______________。4．（2023山東棗莊）壯麗輝煌的咸陽宮曾巍然矗立于八百里秦川，司馬遷在《史記》中有關(guān)于這座宮殿的描述。右圖是我們的祖先在建造宮殿時搬動巨大木料的勞動情境示意圖，他們通過橫桿、支架、石塊等，將巨木的一端抬起，墊上圓木，以便將其移到其他地方，請分析：（1）支架下端墊有底面積較大的石塊，其目的是為了______壓強(qiáng)；（2）支架上的橫桿其實(shí)是______杠桿（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）；（3）如果他們無法將巨木抬起，請你提出一個抬起巨木的改進(jìn)方案：______。5．（2023甘肅金昌）如圖所示是三種類型的剪刀，請為鐵匠師傅選擇一把剪鐵皮的剪刀，你會選擇（選填“A”“B”或“C”）剪刀，這樣選擇的目的是為了（選填“省力”“省距離”或“省功”）。

6．（2023·黑龍江齊齊哈爾）下列工具在正常使用時，屬于費(fèi)力杠桿的是（）A．

筷子 B．

園藝剪C．

活塞式抽水機(jī)的手柄 D．

水龍頭的扭柄7．（2023·湖南益陽）下列設(shè)施設(shè)備中，在使用過程中屬于費(fèi)力杠桿的是（）A．

噴水壺的壓縮手柄 B．

船槳C．

水龍頭旋柄 D．

碾磨的推桿8．（2023·廣東深圳）下列屬于費(fèi)力杠桿的是（）A．

汽車方向盤B．

門把手C．小白同學(xué)家的水龍頭D．

雨刮器9．（2023·湖南常德）如圖所示是鍋爐保險閥門的示意圖。當(dāng)閥門受到的蒸汽壓力超過其安全值時，閥門就會被拉開。如OB=2m，OA=0.5m，閥門的底面積S=2cm2，鍋爐內(nèi)氣體壓強(qiáng)的安全值p=6×105Pa（杠桿的重力，摩擦均不計(jì)，p0=1×105Pa），則B所掛重物的重力是（）

A．20N B．25N C．30N D．120N10．（2023·吉林）圖為用手寫字時的示意圖，筆可以看做是杠桿，O為支點(diǎn)，F(xiàn)為阻力，請畫出F的力臂l。

參考答案1.【答案】省力等臂【解析】如圖甲所示，O點(diǎn)是杠桿支點(diǎn)，撬棒下端給石頭施加的垂直于撬棒的力是阻力，支點(diǎn)到撬棒下端點(diǎn)的距離是阻力臂；手給撬棒一個垂直于撬棒向下的力是動力，上端用手施力的位置到支點(diǎn)的距離是動力臂，如圖可知，動力臂大于阻力臂，動力小于阻力是省力杠桿。天平的支點(diǎn)在橫梁中間，兩邊托盤到支點(diǎn)的距離相等，即是兩個力臂相等，當(dāng)天平平衡時，兩邊托盤受力相等，故天平是等臂杠桿。2.【答案】60【解析】根據(jù)杠桿的平衡條件可得，則爸爸的質(zhì)量為3.【答案】小虛省力增大摩擦力【解析】帶有放大鏡的指甲刀，使用時，透鏡到指甲的距離應(yīng)小于一倍焦距，成正立、放大的虛像，便于修剪指甲。拇指按壓的手柄，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿。手柄上有凹凸不平的花紋，是在壓力一定是，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。4.【答案】減小省力將支架支點(diǎn)左移【解析】（1）支架下端墊有底面積較大的石塊，是為了在壓力相同的情況下，通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)。（2）支架上橫桿的動力臂大于阻力臂，所以支架上的橫桿相當(dāng)于省力杠杠。（3）如果他們無法將巨木抬起，可以將支點(diǎn)向左移動，增長動力臂，從而更加省力。5.【答案】A省力【解析】[1][2]由于剪鐵皮需要的力較大，為了省力，需要選擇省力杠桿，由圖可知，A剪刀的動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，可用來剪鐵皮，目的是為了省力。6.【答案】A【解析】A．筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿，故A符合題意；B．園藝剪在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故B不符合題意；C．活塞式抽水機(jī)的手柄在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C不符合題意；D．水龍頭的扭柄在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故D不符合題意。7.【答案】B【解析】ACD．在使用過程中，噴水壺的壓縮手柄、水龍頭旋柄、碾磨的推桿的動力臂都大于阻力臂，是省力杠桿，故ACD不符合題意；B．船槳在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故B符合題意。8.【答案】D【解析】ABC．汽車方向盤、門把手、水龍頭屬于輪軸，是輪轉(zhuǎn)動帶動軸轉(zhuǎn)動，動力臂大于阻力臂，相當(dāng)于省力杠桿，故ABC不符合題意；D．雨刮器屬于輪軸，是軸轉(zhuǎn)動帶輪轉(zhuǎn)動，故阻力臂大于動力臂，相當(dāng)于費(fèi)力杠桿，故D符合題意。9.【答案】B【解析】氣體產(chǎn)生的向上的力F1=pS=6×105Pa×2×10-4m2=120