2020年春八年级物理下册第十二章简单机械第1节杠杆第2课时杠杆的应用分层精炼
2020春八年级物理下册第十二章简单机械教案(新版)新人教版
第十二章 简单机械本章概述一、杠杆1.定义:一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆.2.五要素:一点、二力、两力臂.(1)“一点”即支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示.(2)“二力”即动力和阻力,它们的作用点都在杠杆上.动力是使杠杆转动的力,一般用“F 1”表示,阻力是阻 碍杠杆转动的力,一般用“F 2”表示.(3)“两力臂”即动力臂和阻力臂,动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“l 1”表示, 阻力臂即支点到 阻力作用线的距离,一般用“l 2”表示.3.杠杆的平衡(杠杆在动力和阻力作用下静止不动或匀速转动叫杠杆平衡)条件是动力×动力臂=阻力×阻 力臂;公式:F 1l 1=F 2l 2.4.杠杆的应用(1)省力杠杆:l 1>l 2,F 1<F 2(省力费距离,如撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪 刀).(2)费力杠杆:l 1<l 2,F 1>F 2(费力省距离,如人的前臂、理发剪刀、钓鱼竿).(3)等臂杠杆:l 1=l 2,F 1=F 2(不省力、不省距离,能改变力的方向.等臂杠杆的具体应用:天平.许多称质量的秤, 如杆秤、案秤,都是根据杠杆原理制成的). 二、滑轮1.滑轮是变形的杠杆.2.定滑轮(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮. (2)实质:等臂杠杆.(3)特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向.(4)对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G 物.绳子自由端移动距离 s F (或速度 v F )=重物移动的距离 s G (或速度 v G )3.动滑轮(1)定义:和重物一起移动的滑轮.(可上下移动,也可左右移动)(2)实质:动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆.(3)特点: 使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向.(4)理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则 F= G 物.只忽略轮轴间的摩擦则,拉力 F= (G 物+G 动).绳子 自由端移动距离 s F (或 v F )=2 倍的重物移动的距离 s G (或 v G ). 4.滑轮组(1)定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组.(2)特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向.(3)理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力 F= G 物.只忽略轮轴间的摩擦,则拉力 F= (G 物 +G 动).绳子自由端移动距离 s F (或 v F )=n 倍的重物移动的距离 s G (或 v G ).(4)组装滑轮组方法:首先根据公式 n= 求出绳子的股数.然后根据“奇动偶定”的原则.结合题目的具体要求组装滑轮. 三、机械效率1.有用功定义:对人们有用的功.公式:W 有=Gh(提升重物)=W 总-W 额=ηW 总. 斜面:W 有=Gh.2.额外功定义:并非我们需要但又不得不做的功.公式:W 额=W 总-W 有=G 动 h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组) 斜面:W 额=fL.3.总功定义:有用功加额外功或动力所做的功.公式:W 总=W 有+W 额=Fs= .斜面:W 总=fL+Gh=FL.4.机械效率定义:有用功跟总功的比值.公式:η=斜面:η=定滑轮:η== =动滑轮:η= = =滑轮组:η===5.有用功总小于总功,所以机械效率总小于1.通常用百分数表示.某滑轮组机械效率为60%表示有用功占总功的60%.6.提高机械效率的方法减小机械自重、减小机件间的摩擦.7.机械效率的测量(1)原理:η==.(2)应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s.(3)器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计.(4)步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变.(5)结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多.②提升重物越重,做的有用功相对就多.③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多.8.绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率.第1节杠杆1.认识杠杆,知道杠杆的几个概念,会确认并画出力臂.2.知道杠杆平衡条件.3.了解杠杆的一些应用.【教学难点】引导学生通过探究得出杠杆平衡条件.【教学难点】(1)通过实验,理解力臂概念.(2)杠杆平衡条件的运用.一、情境导入拔图钉:让班内力气最大的一名男生和班内力气最小的一名女生上台分别拔图钉.男生:空手拔图钉,结果没拔出.女生:使用羊角锤拔图钉,结果图钉很容易拔出.二、新课教学讨论:下列工具工作时有什么共同特征?共同特征:有力作用在物体上、绕着固定点转动、硬棒.硬棒可以是直的,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状.1.杠杆定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆.提问:在现实生活中,你还能举出哪些杠杆的实例呢?2.杠杆上的五个名词支点(O):杠杆绕着转动的点动力(F):促使杠杆转动的力1):阻碍杠杆转动的力阻力(F2):从支点到动力作用线的垂直距离动力臂(l1阻力臂(l):从支点到阻力作用线的垂直距离2提问:什么是力臂?力臂是支点到力的作用线的垂直距离.(1)力臂是一定在杠杆上吗?答:不是.(2)杠杆是否都是直的?答:杠杆可以是直的,也可以是弯的.(3)若一力作用在杠杆上,作用点不变,但作用方向改变,力臂是否改变?答:要改变.画力臂的方法是:(1)辨认杠杆,找出支点、动力和阻力;(2)过力的作用点沿力的方向画出力的作用线;(3)从支点作出到力的作用线的垂直线;(4)用大括号将力臂括上,并标上符号.画出图中杠杆各力的力臂3.杠杆的平衡条件讨论:体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来?杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时,我们就说杠杆平衡.问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡呢? 探究杠杆的平衡条件:(1)提出问题:杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系?(2)猜想与假设:假设一: = .假设二:F 1l 1=F 2l 2.(3)测量的物理量:力、力臂.(4)实验器材:杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计.(5)实验操作①调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡(保证力臂沿杠杆,便于测量;消除杠杆自重对实验结果的影响). ②杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆水平平衡.将动力 F 1、阻力 F 2、动力臂 l 1、阻力 臂 l 2 记录在表格中.③改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验.④在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力,通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡.将动力 F 1、阻力 F 2、动力臂 l 1、阻力臂 l 2 记录在表格中.4.生活中的杠杆(1)省力杠杆:由 F 1l 1=F 2l 2,因为 l 1>l 2,所以 F 1<F 2 这是省力杠杆,省力杠杆的特点:省力、费距离. 生活中的省力杠杆(2)费力杠杆:由 F 1l 1=F 2l 2,l 1<l 2,得 F 1>F 2,这是费力杠杆. 费力杠杆的特点:费力、省距离. 生活中的费力杠杆(3)等臂杠杆的特点:不省力、也不省距离. 由 F 1l 1=F 2l 2,l 1=l 2,得 F 1=F 2,这是等臂杠杆.(4)三类杠杆的对比省力杠杆概念动力臂大于阻力臂的杠杆特点省了力,但费了距离费力杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆费了力,但省了距离等臂杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆不省力也不费力实例撬棒、铡刀、瓶起子、镊子、理发剪刀天平【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题?学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第1节杠杆一、杠杆及杠杆的五要素二、杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2三、生活中的杠杆四、杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆1.下列测量工具没有利用杠杆原理的是(A)2.下列杠杆平衡的是(杆重和摩擦均不计)(C)3.如图所示,在杠杆的a处悬挂两个相同的钩码,若要使杠杆在水平位置平衡,可以采取的措施是(D)A.只能在a处挂两个相同的钩码B.只能在b处挂两个相同的钩码C.只能在c处挂两个相同的钩码D.在b处挂四个钩码或在c处挂两个钩码4.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F的大小将(C)A.不变B.变小C.变大D.先变大后变小5.某同学分别用如图所示的a,b两种方法挑着同一个物体行走,a图中肩受到的压力小于b图中肩受到的压力;a图中手施加的动力小于b图中手施加的动力.(均填“大于”“等于”或“小于”).1.筷子筷子,被外国人誉为“东方的文明”,是中华民族的国粹.它的使用,标志着中华民族文明的进步.美国哈佛大学一位人类学家认为,中国最古老的筷子的出现,大约是在公元前1200多年以前,比西方人使用刀叉要早几百年.2.我国古代的简单机械(杠杆)我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的,因此简单机械的成就也是辉煌的,杠杆的应用非常广泛.对于杠杆,在《墨经》中科学地叙述了其平衡原理,“相衡,则本短标长”.这里的“本”是指靠近支点一边的杆,“标”是指靠近重锤一边的杆.如果两边平衡,杠杆一定是水平的,被测重物一边杆短,重锤一边杆长.又说:“两加焉,重相若,则标必下,标得权也”,这就是说杠杆平衡后,两边加相等的重物,平衡会破坏,标这一边必然下降,这叫做“标得权”.从以上论述可以看出,墨家用确切的语言阐述了不等臂杠杆的科学原理.第2节滑轮1.认识定滑轮和动滑轮.2.知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用.3.会根据要求使用和组装滑轮.4.了解其他简单机械(轮轴、斜面等)的一些应用.【教学重点】探究定滑轮、动滑轮的特点及实质,滑轮组省力情况的判断.【教学难点】理解定滑轮和动滑轮是变形的杠杆.一、新课导入这个故事中起到关键作用的是哪个部件?你见到过吗?我们用力向下拉绳子,国旗上升,你知道旗杆的顶部有什么装置吗?以此引入新课.二、新课教学1.定滑轮和动滑轮滑轮:主要部分是能绕轴转动的轮子.滑轮结构,如图所示.想想议议:(1)你知道为什么会这样吗?(2)下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?国旗上升时,旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动.货物上升时,电动机下面的滑轮随物体一起移动.滑轮的分类研究定滑轮和动滑轮的特点播放多媒体视频定滑轮特点:(1)可以改变用力方向.(2)既不省力也不费力,也不省距离.(3)本质上,相当于一个等臂杠杆.动滑轮特点:(1)可以省一半的力,但不改变力的方向.(2)力的关系:F=.(3)距离关系:s=2h.(4)实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.思考1:动滑轮中,若拉力F沿斜上方拉,F=G吗?减小,所以动力F增大要使动滑轮省一半的力(省力最多),必须使绳子沿竖直方向拉.因为动力臂l1思考2:使用定滑轮能改变力的方向,但不能省力;使用动滑轮能省力,但不能改变力的方向.那我们能不能把两者结合起来,组成滑轮组,使其既可以改变力的方向,又能省力?2.滑轮组用以下的动滑轮和定滑轮,可以组成怎样的滑轮组呢?播放滑轮组实验视频 展示滑轮组动画(1)滑轮组用几段绳子吊起物体.将物体提升的力等于物重的几分之一,即 F=.(2)手拉绳子通过的距离等于物体上升的距离的 n 倍,即 s=nh.(忽略绳重与摩擦)滑轮组小结:①有几段绳子与动滑轮相连,n 就为几;②重物上升 h 高度,绳子自由端要移动 nh 距离 s=nh;③力的关系:F= G 物(不计摩擦、绳重和动滑轮重).F= (G 物+G 动)(不计摩擦、绳重).(3)轮轴与斜面 几种轮轴①井上的辘轳从右边看过去,可画成下图:动力臂大于阻力臂——省力杠杆. ②汽车方向盘③水龙头动力臂大于阻力臂——省力杠杆.(4)其他轮轴轮轴:省力、费距离.(5)斜面也是一种省力机械斜面:省力、费距离.【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题?学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第2节滑轮1.定滑轮:转轴固定不动的滑轮.特点:不能省力,但可以改变力的方向.实质:等臂杠杆.2.动滑轮:转动轴与重物一起移动的滑轮.特点:能省力一半,但不能改变力的方向.实质:动力臂是阻力臂两倍的杠杆.3.滑轮组特点:使用滑轮组时,动滑轮被几股绳子吊起,所用力就是物重和动滑轮的几分之一.1.如图所示的是利用定滑轮匀速提升物体的三种方法,所用拉力分别是F1,F2和F3,下列式子中正确的是(C)A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3C.F1=F2=F3D.F2>F1>F32.如图所示,不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦,米袋总重为800N,而绳上吊着的静止的“绅士”重500N,则米袋对地面的压力为(C)A.500NB.250NC.300ND.800N3.工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面),其中最省力的方案是(C)4.小汉同学在“研究动滑轮特点”的实验时,进行了正确操作,并记录数据如下表,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符.面对这一事实,下列做法中最不可取的是(B)实验次数123A.与同学分析可能原因B.实验失败,停止实验C.改进实验条件,重新实验D.查阅资料,了解结论的适用条件1.物重G/N1.01.52.0拉力F/N0.650.901.15我国古代的简单机械——辘轳辘轳的制造和应用,在古代是和农业的发展紧密结合的,它广泛地应用在农业灌溉上.我国在公元前1100年以前就发明了辘轳,根据《物原》记载:“史佚始作辘轳”(史佚是周代初期的史官).辘轳的应用在我国时间较长,虽经改进,但大体保持了原形,说明在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳.解放前在我国的北方缺水地区,仍在使用辘轳提水灌溉小片土地.2.汽车起重机汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机,其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置.这种起重机的优点是机动性好,转移迅速.缺点是工作时须支腿,不能负荷行驶,也不适合在松软或泥泞的场地上工作.汽车起重机的底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车,符合公路车辆的技术要求,因而可在各类公路上通行无阻.此种起重机一般备有上、下车两个操纵室,作业时必需伸出支腿保持稳定.起重量的范围很大,可从8吨~1000吨,底盘的车轴数,可从2~10根.是产量最大,使用最广泛的起重机类型.在起重臂里面的下面有一个转动卷筒,上面绕钢丝绳,钢丝绳通过在下一节臂顶端上的滑轮,将上一节起重臂拉出去,依此类推.缩回时,卷筒倒转回收钢丝绳,起重臂在自重作用下回缩.这个转动卷筒采用液压马达驱动,因此能看到两根油管,但不是油缸.第3节机械效率1.了解什么是有用功、额外功和总功.2.理解什么是机械效率.【教学重点】知道有用功、额外功和总功,理解机械效率.测量滑轮组的机械效率.【教学难点】测量简单机械的机械效率.一、新课导入直接提升物体做功,与使用机械提升物体做功相同吗?二、新课教学1.有用功和额外功实验演示:使用动滑轮是否省功?(1)如图(甲),用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度,计算拉力所做的功.(2)如图(乙),用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度,再次计算拉力所做的 功.这两次拉力所做的功一样吗?为什么?(甲)图中拉力所做的功:W 甲=F 甲 s 甲=2 N×h (乙)图中拉力所做的功:W 乙=F 乙 s 乙=1.2 N×2h所以 W 甲<W 乙实验结果表明,虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度,但第二次拉力做功反而多一些.这说明,使用动滑轮省力,但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响,我们要多做功. 有用功:对人们有用的功.额外功:人们不需要而又不得不做的 功. 总功:有用功与额外功之和.W 总=W 有+W 额.思考一:用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功.思考二:如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分 是额外功?捞桶做的功是有用功,提水做的功是额外功.2.机械效率(1)定义:有用功跟总功的比值.(2)公式:η== .讨论:W 额>0,W 总>W 有,所以η<1. W 额=0,W 总=W 有所以η=1(理想状态). 注:机械效率常用百分数来表示.【例题】 起重机把质量为 0.5 t 的重物匀速提升了 3 m,而它的电动机所做的功是 3.4×104 J,起重机的机 械效率是多少?g 取 10 N/kg. 解析:重物的重力G=mg=0.5×103 kg×10 N/kg=5×103 N 起重机提升重物所做的有用功W 有=Gh=5×103 N×3 m=1.5×104J 起重机的机械效率η= = =44%.答案:44% 【巩固练习】一台起重机将重 3 600 N 的货物提高 4 m.如果额外功是 9 600 J,起重机做的有用功是多少?总功是多少? 机械效率是多少?解析:起重机做的有用功、总功为W 有=Gh=3 600 N×4 m=1.44×104JW 总=W 有+W 额=1.44×104J+9 600 J=2.4×104 J机械效率η== =60%.答案:1.44×104 J 2.4×104 J 60% 小资料起重机的机械效率一般为 40%~50%;滑轮组的机械效率一般为 50%~70%.抽水机的机械效率为 60%~80%. 3.测量滑轮组的机械效率 【实验目的】(1)学习安装滑轮组.(2)学习测滑轮组的机械效率.(3)分析得出提高滑轮组机械效率的方法. 【实验原理】η==.讨论:为得出滑轮组的机械效率,需要求出有用功和总功,为此需要测出哪些物理量?钩码重G,拉力F,钩码上升的高度h,拉力通过的距离s.【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳.播放测量滑轮组实验视频,播放提高机械效率的方法视频.提高机械效率的方法(1)减小机械间的摩擦力.例如加强机械运动部位的润滑.(2)改进机械的结构,减小机械自重,例如动滑轮太重,使滑轮组机械效率很低,换用较轻滑轮就可提高其机械效率.(3)增加物重.【知识拓展】探究斜面的机械效率【提出猜想】斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关.【实验器材】长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺.【实验装置】【实验过程】(1)测量小车的重量,记录数据.(2)把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉;分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离s、小车上升的高度h.(3)改变斜面的倾斜程度,重复步骤(2).注意事项要匀速拉动物体;拉力要与斜面平行;及时记录数据.记录表格斜面倾斜程度小车质量G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η%较缓较陡很陡结论:光滑程度相同的斜面,斜面越倾斜,越费力,机械效率越高.分析:当斜面长度、高度、物重都相同时,斜面越粗糙,摩擦力越大,拉力越大,总功越大,有用功不变,机械效率越低.结论:斜面越粗糙,机械效率越低.【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题?学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第3节机械效率一、有用功:对人们有用的功额外功:人们不需要而又不得不做的功.总功:有用功与额外功之和.二、机械效率:有用功跟总功的比值公式:η==三、测量滑轮组的机械效率四、测量斜面的机械效率1.某同学不小心把水桶掉进井里,当他把桶从井里捞上来时,桶里带了一些水,下列有关有用功、额外功、总功的说法中正确的是(C)A.克服桶的重力做的功是总功B.克服桶内水的重力做的功是有用功C.克服桶的重力做的功是有用功D.克服桶内水的重力做的功是总功2.小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是(C)A.甲种方法克服重力做功多B.乙种方法更省力C.两种情况下,小文做的有用功一样多D.两种方法机械效率相等3.如图所示,用拉力F使物体竖直匀速上升,下列说法正确的是(D)A.对物体做的功是额外功B.拉力F做的功是有用功C.拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D.增加物体重力可以提高滑轮组的机械效率4.如图所示,张伟同学通过斜面用平行于斜面F=200N的推力,将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上,斜面长s=2m.则(g取10N/kg)(B)A.推力的功率为40WB.斜面的机械效率为75%C.推力做的总功300JD.斜面对物体的摩擦力为100N5.一斜面长4.8m、高1.2m,把重为1200N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,沿斜面的拉力为400N,则总功为1920J,有用功为1440J,额外功为480J.6.使用动滑轮能省力(填“力”“功”或“距离”).用重为2N的动滑轮匀速提升一个重物时,动滑轮的机械效率为75%;若改用重为1.5N的动滑轮匀速提升同一重物,此动滑轮的机械效率为80%.(不计绳重和摩擦)机械效率与机械效益的联系和区别机械效率与机械效益是两个比较类同的概念,使用时稍不留心就要混淆.经过以上分析,我们可以得出以下两点:(1)机械效率是描写机械做功本领程度的一个物理量,它研究机械做功情况时引出;机械效益是描述机械省力程度的一个物理量,它研究机械省力情况时引出.(2)机械效率与机械效益都是一个无单位的纯数,机械效率η总是小于1,而机械效益A可以小于1,也可以等于1或大于1.。
2020八年级物理下册第12章第1节第2课时生活中的杠杆考点手册新版新人教版20200518323
第2课时生活中的杠杆知识点一杠杆的分类1．分类的原则对于杠杆的分类，我们可以按照结构分类，也可以按照使用效果分类。
若按照结构分类，杠杆有等臂杠杆和不等臂杠杆两类；若按照使用效果分类，杠杆有省力杠杆、费力杠杆和既不省力又不费力的杠杆三类。
因此，分类的关键是制定科学合理的分类原则，只要分类原则制定的科学合理，就能将事物合理的分类。
2．杠杆的分类及特点根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，将公式做简单的分析，可以得到三种类型的杠杆。
杠杆种类力臂关系受力关系作用点移动的距离关系实例省力杠杆l1＞l2F1＜F2s1＞s2羊角锤、起子、撬棒等费力杠杆l1＜l2F1＞F2s1＜s2钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等等臂杠杆l1＝l2F1＝F2s1＝s2天平、定滑轮等温馨提示：使用杠杆的目的是为了省力，或者为了省距离，既省力又省距离的杠杆是不存在的。
例1如图所示器具中，属于省力杠杆的是( )A．笤帚B．筷子C．独轮车D．钓鱼竿解析：笤帚在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
答案：C知识点二杠杆的应用精练版P51从日常生活用品中分辨使用的杠杆属于哪一种类型是一种很常见的题型；对于这一类题来说，重点是找出这些日用品中杠杆的“五要素”，即动力、动力臂、阻力、阻力臂、支点，从而根据杠杆分类的依据，判断出这些日用品中应用的杠杆属于哪一种类型。
例2如图所示，自重忽略不计的直棒OA可绕O点转动，其中部悬挂重为10N的物体，在右端A点处施加力F，使直棒OA在水平位置保持静止，下列说法错误的是( )A．该杠杆一定是省力杠杆B．该杠杆可能是费力杠杆物理试卷及试题2 C ．使用该杠杆可能既不省力也不费力 D ．在A 点施加5N 的力可使杠杆平衡解析：如果A 点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是省力杠杆，还可能是费力杠杆；如果作用在A 点的力垂直杠杆向上时，其力臂大小等于重物作用在杠杆上阻力力臂的两倍时，根据杠杆的平衡条件，动力F ＝12G ＝12×10N＝5N 。
初中物理八年级下册 12.1杠杆 (第二课时)
用哪幅图？为什么？
B
第十二章
简单机械
第1节 杠杆
l1
·
O
便于直接读出力臂
F2
l2
F1
倾斜状态力臂比 杠杆上的刻度小
第十二章
简单机械
第1节 杠杆
实验步骤： (1).调节杠杆在水平位置平衡。 (2).在杠杆的左、右侧挂上适量的钩码， 使杠杆在水平位置平衡，记下钩码的重 量和钩码至支点的距离。 (3).改变钩码数量或位置，重复上面的步骤， 得出三组数据。
A O
C
B
第十二章
简单机械
第1节 杠杆
3．如图所示，分别沿力F1、F2、F3、的方向 用力，使杠杆平衡，关于三个力的大小，下 列说法正确的是（ B ） A．沿F1方向的力最小 L O F F B．沿F2方向的力最小 L L F C．沿F3方向的力最小 D．三个力的大小相等
1
1 2 3 2 3
第十二章
第十二章
简单机械
第1节 杠杆
第十二章
简单机械
第1节 杠杆
练
习
l1＝3l2，F1 是 F2的＿＿＿倍。
F1:F2＝2:5，l1:l2＝＿＿＿＿。 l1:l2＝4:3，F2＝60 N，F1＝＿＿＿。
F1＝15 N，F2＝75 N，l1＝15 cm，l2＝＿＿。
第十二章
简单机械
第1节 杠杆
四、杠杆的分类
例：一根杠杆动力臂与阻力臂之比是3:2, 2:3 。 要使杠杆平衡,则动力与阻力之比是_____
第十二章
简单机械
第1节 杠杆
例题.用弹簧测力计测一头大象的质量。测量时利 用了一根长度为10 m的槽钢作为杠杆。测得吊车 吊钩的悬点距弹簧测力计一端9 m，距系铁笼处6 cm，平衡状态时弹簧测力计读数为200 N。不计槽 钢和铁笼的质量，请估算大象的质量。g取10N/kg。
八年级下册物理 第12章简单机械 知识点
八年级下册物理第12章简单机械知识点第一节杠杆1.定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。
l一个物体可以成为杠杆，必须满足两个条件① 受到力的作用；② 能绕固定点转动。
杠杆的形状是任意的。
2.杠杆的五要素：l支点：杠杆绕着转动的点。
一般用O表示。
l动力：使杠杆转动的力。
一般用F1表示。
l阻力：阻碍杠杆转动的力。
一般用F2表示。
l动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。
一般用l1表示。
l阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。
一般用l2表示。
3.杠杆示意图的画法：① 确定支点；② 确定动力和阻力，画力的作用线；③过支点做力的作用线的垂线，支点和垂足之间的距离即为力臂；④ 标各个垂直符号和大括号及物理量。
4.画图技巧l画力臂时，如果力的作用线太短，用虚线将力的作用线延长。
l线段长度必须体现力的大小。
l力臂不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的距离。
l杠杆是受力物体，动力作用点、阻力作用点必须画在杠杆上。
l力的作用线过支点，力臂为0，不会影响杠杆转动。
l阻力方向：与阻力作用点将要运动的方向相反l当动力、阻力在支点两侧时，它们的方向大致相同；当动力、阻力在支点同侧时，它们的方向大致相反。
5.探究：杠杆的平衡条件杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力作用下静止或绕支点匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。
【实验设计】如图，调节杠杆两端的螺母（和天平的调节方法相同），使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。
给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆保持水平并静止。
记下动力、阻力，测量动力臂和阻力臂。
改变力和力臂的数值，再做两次实验。
【实验结论】杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
【注意事项】①实验时使杠杆在水平位置静止的目的便于在杠杆上测量力臂的大小。
② 多次实验的原因：寻求普遍规律③ 不同物理量之间不能进行加、减运算。
④平衡螺母只能在实验前调整，那边高向那边调⑤随意加砝码时，那边乘积大哪边低。
2020-2021学年人教版八年级物理下册同步课件 第十二章 第1节杠杆 第2课时 杠杆的应用
A.推石磨转动
B.按压杠榨油
C.踩踏板舂米
D.拉木棒搬石
5.(鄂州中考)如图所示,甲图是正在使用的核桃夹,上、下两部 分都是杠杆,乙图是上半部分杠杆的示意图。请在A点画出最 小动力F1的示意图,在B点画出阻力F2的示意图及其力臂l2。
答案:如图所示
知识点2 动态杠杆分析 6.如图所示,小明用一可绕O点转动的轻质杠杆,将挂在杠杆下 重力为100 N的重物提高,他用一个作用在杠杆中点,且始终与 杠杆垂直的力F,使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置,在这 个过程中F的力臂将 不变 ,F的大小将 变大 (均选填“ 变大”“不变”或“变小”)。
11.如图是我们日常使用的筷子,它已经成为中华民族的一种 传统文化。下列关于使用筷子的说法不正确的是( B )
A.正常使用的筷子是一对杠杆 B.正常使用的筷子属于省力杠杆 C.筷子能夹起食物,说明筷子和食物间有摩擦力 D.正常使用筷子夹起食物的过程能省距离
12.如图所示的开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。 图中能正确表示它工作示意图的是( C )
13.如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近 支点的方向移动相同的距离,下列判断正确的是( B )
A.杠杆仍能平衡 B.杠杆不能平衡,右端下沉 C.杠杆不能平衡,左端下沉 D.无法判断
14.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量 往剪刀轴O靠近,这样做的目的是( D ) A.增大阻力臂,减小动力移动的距离 B.减小动力臂,减小动力移动的距离 C.增大动力臂,省力 D.减小阻力臂,省力
杆保持平衡且用力最小,在B点施加一个力,这个力应该是图中
的 F2 ;此时该杠杆为 省力杠杆 费力杠杆”或“等臂杠杆”)。
(选填“省力杠杆”“
人教版2020年春物理八年级下册第十二章《第1节杠杆》教案设计
教案设计：人教版2020年春物理八年级下册第十二章《第1节杠杆》一、教学内容1. 了解杠杆的定义和分类；2. 掌握杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂；3. 理解杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；4. 学会运用杠杆的平衡条件解决实际问题。
二、教学目标1. 能够准确地描述杠杆的定义和分类，掌握杠杆的五要素；2. 能够运用杠杆的平衡条件解决实际问题；3. 培养学生的观察能力、动手能力和思维能力。
三、教学难点与重点1. 重点：杠杆的定义、分类和五要素；杠杆的平衡条件；2. 难点：杠杆的平衡条件的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：杠杆模型、动力臂和阻力臂的标尺；2. 学具：学生分组实验用的杠杆、弹簧测力计、钩码等。
五、教学过程1. 实践情景引入：让学生观察生活中常见的杠杆现象，如撬棒、剪刀、钳子等，引导学生思考杠杆的定义和分类。
2. 知识讲解：讲解杠杆的定义、分类和五要素，重点讲解杠杆的平衡条件。
3. 例题讲解：运用实例讲解如何运用杠杆的平衡条件解决问题。
4. 随堂练习：让学生分组进行实验，运用杠杆的平衡条件解决问题。
5. 课堂小结：回顾本节课所学内容，强调杠杆的平衡条件的应用。
六、板书设计1. 杠杆的定义和分类；2. 杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；3. 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
七、作业设计1. 题目：判断下列现象中，哪些是杠杆的平衡条件应用的正确示例？a. 撬棒撬起石头；b. 剪刀剪断纸张；c. 钳子夹住螺丝；d. 人的手臂举起重物。
答案：a、b、c、d都是杠杆的平衡条件应用的正确示例。
2. 题目：运用杠杆的平衡条件，计算下列问题的答案。
a. 一根杠杆，动力为10N，动力臂为2m，阻力为15N，阻力臂为1m，求杠杆的平衡状态；b. 一根杠杆，动力为6N，动力臂为3m，阻力为8N，阻力臂为2m，求杠杆的平衡状态。
人教版八年级物理第十二章《简单机械》第一节杠杆(杠杆的分类及应用)同步练习 含答案
人教版八年级物理第十二章《简单机械》第一节杠杆(杠杆的分类及应用)同步练习含答案一、基础在线1.运用杠杆的知识判断,图中适合剪断铁片的剪知识点生活中的杠杆（）2.如图是吊车起吊货物的结构示意图,伸缩撑杆为圆弧状,工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,使吊臂绕O点缓慢转动,从而将货物提起,下列说法正确的是（）A.吊臂是一个省力杠杆,但要费距离B.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小不变C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力的力臂变小D.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆支持力逐渐变3.如图是三类不同用途的杠杆模型.这三类杠杆中,一定是省力杠杆的是第_______类,钓鱼竿与第_______类杠杆原理相同4.如图所示的装置中,两支铅笔构成了一个_______,可以轻松地举起很重的书,小指离支点越远,所用的力越_______5.如图所示的钢丝钳是_______(填“省力”或“费力”)杠杆,剪铁丝时动力臂长为10cm,阻力臂长为2cm,若铁丝被剪断需要800N的力,小明至少用_______N的力才能将铁丝剪断6.同学们的文具盒里,有许多学习用品的使用属于杠杆原理的应用.例如:打开文具盒,将盒盖上翻过程中,文具盒的盒盖相当于_______(填省力”“费力”或“等臂”)杠杆;用墨色水笔答题时,笔相当于_______(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆二、能力在线7.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时（）A.尽量让树枝靠近O点,手握剪刀的位置远离O点B.尽量让树枝远离O点,手握剪刀的位置靠近O点C.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都费力D.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都省力8.如图是一个指甲剪的示意图,它是由三个杠杆ABC、OBD和OED组成.用它剪指甲时,属于省力杠杆的是（）A. ABC B OBD C. OED D.三个都是9.人体的运动系统相当复杂,但最基本的运动形式是骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动.如图所示是手端起茶杯的情景,其前臂骨骼相当于杠杆,肱二头肌收缩提供动力.由图可以看出,这是一个（）A.费力、省距离的杠杆B.省力、费距离的杠杆C.既费力,也费距离的杠杆D既省力,也省距离的杠杆10.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B拉力在这个过程中（）A.变大B.变小C.不变D.先变大后变小11.密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出、桌面的部分OB是全尺长的1/3,当B端挂5N的重物P时,直尺的A端刚刚开始翘起,如图所示,则此直尺受到的重力是（）A.2.5N B5 N C.10N D.无法计算12.如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机如果列A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻.已知AB长40cm,AC长30cm.室外机的重力为300N,正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为_______N(支架重力不计).为了安全,室外机的位置应尽量_______(填“靠近”或“远离”)墙壁13.小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卜,他们都想多分点小猴提出分配方案:将胡萝卜放在三角形石块的尖端,调节胡萝卜位置,使胡萝卜静止时保持水平,然后沿支点处竖直切开,各拿一份,如图甲所示,小白兔说:“我要长的那一头!”,小猴却暗自高兴(1)从质量角度来看,小猴有没有吃亏?答:_______(2)从图乙可看出,造成上述现象的原因是:A端重力的力臂_______(填“大于”“小于或“等于”)B 端重力的力臂,根据杠杆平衡的条件可得出:A端的质量_______(填“大于”“小于”或“等于”)B端的质量三、拓展思维14.用细绳系住厚度不均匀的木板的O处,木板恰好处于静止状态,且上表面保持水平.如图所示,两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动,要使木板在此过程中始终保持平衡,必须满足的条件是（）A.两车的质量相等B.两车的速度大小相等C.质量较小的车速度较大D.两车同时到达木板两端直击中考15.如图的常见器具都应用了杠杆,其中属于省力杠杆的是（）16.)《墨经》最早记述了秤的杠杆原理.图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力以下说法符合杠杆平衡原理的是( )A.“权”小于“重”时,A端一定上扬B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”C.增大“重”时,应把“权”向A端移D.增大“重”时,应换用更小的“权”17.泸州市为了巩固创文成果下发了宣传手册“绿色低碳生活,从垃圾分类开始”.如图是一种轮式垃圾桶,拖动时它相当于一个_______(填“省力”或“费力”)杠杆;垃圾桶底部的小轮子是为了_______(填“增大”或“减小”)摩擦力;若拖动时垃圾桶总重为150N,且动力臂为阻力臂的2倍,则保持垃圾桶平衡的拉力F为_______N答案1.D2.D3.二三4.杠杆小5.省力1606.省力费力7.A8.A9.A10.D11.C12.200 靠近13.小猴没有吃亏小于大于14.C15.B16.C17.省力减小75。
最新人教版八年级下册物理精品课件 第十二章 简单机械-第2课时 杠杆的类别与应用
讲授新课
给我一个支点和一根足够长的 硬棒，我就能撬动地球。
——阿基米德
【思考】 你认为阿基米德的愿望能实现吗？
最新人教版八年级下册物理
讲授新课
通过这节课的学习，你有哪些收获？ 你还存在哪些疑问？与同伴交流。
最新人教版八年级下册物理
课堂小结杠 杆省来自杠杆l1 ＞l2 ，F1＜ F2
的
类 别
费力杠杆
使用费力的杠杆，有什么好处呢？
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讲授新课
F2 O
F1
最新人教版八年级下册物理
费力杠杆
由 F1l1=F2l2 ∵l1 〈 l2 ∴F1 〉 F2
这是费力杠杆
讲授新课
2.费力杠杆： 动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。
在生活中，你还发现了哪些工具是费力杠杆？
使用费力杠杆，虽然费了力，但却省了动力作 用点移动的距离。
最新人教版八年级下册物理
讲授新课
你认为图中的杠杆可以分成几类？每一类杠杆分别 有什么特点？
F1
O
F1
l1
l2 F2
F1
F2
l1
l1 O l2 F2
O
l2
F1 l1
最新人教版八年级下册物理
l2 F2
讲授新课
一 生活中的杠杆
省力杠杆
F1
O
动力臂l1
最新人教版八年级下册物理
阻力臂l2
F2
由 F1l1=F2l2 ∵l1 〉l2 ∴F1〈 F2
第十二章 简单机械
第1节 杠杆 第2课时 杠杆的类别与应用
导入新课
观察下面几幅图，你 有什么发现？
最新人教版八年级下册物理
导入新课
学习目标
八年级物理下册 第十二章 简单机械教案 (新版)新人教版 教案
第十二章简单机械本章概述一、杠杆1.定义:一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆.2.五要素:一点、二力、两力臂.(1)“一点”即支点,杠杆绕着转动的点,用“O”表示.(2)“二力”即动力和阻力,它们的作用点都在杠杆上.动力是使杠杆转动的力,一般用“F1”表示,阻力是阻碍杠杆转动的力,一般用“F2”表示.(3)“两力臂”即动力臂和阻力臂,动力臂即支点到动力作用线的距离,一般用“l1”表示,阻力臂即支点到阻力作用线的距离,一般用“l2”表示.3.杠杆的平衡(杠杆在动力和阻力作用下静止不动或匀速转动叫杠杆平衡)条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂;公式:F1l1=F2l2.(1)省力杠杆:l1>l2,F1<F2(省力费距离,如撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀).(2)费力杠杆:l1<l2,F1>F2(费力省距离,如人的前臂、理发剪刀、钓鱼竿).(3)等臂杠杆:l1=l2,F1=F2(不省力、不省距离,能改变力的方向.等臂杠杆的具体应用:天平.许多称质量的秤,如杆秤、案秤,都是根据杠杆原理制成的).二、滑轮1.滑轮是变形的杠杆.(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮.(2)实质:等臂杠杆.(3)特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向.(4)对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G物.绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=重物移动的距离s G(或速度v G)(1)定义:和重物一起移动的滑轮.(可上下移动,也可左右移动)(2)实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.(3)特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向.(4)理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则F=G物.只忽略轮轴间的摩擦则,拉力F=(G物+G动).绳子自由端移动距离s F(或v F)=2倍的重物移动的距离s G(或v G).(1)定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组.(2)特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向.(3)理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F=G物.只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=(G物+G 动).绳子自由端移动距离s F(或v F)=n倍的重物移动的距离s G(或v G).(4)组装滑轮组方法:首先根据公式n=“奇动偶定”的原则.结合题目的具体要求组装滑轮.三、机械效率定义:对人们有用的功.公式:W有=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总.斜面:W有=Gh.定义:并非我们需要但又不得不做的功.公式:W额=W总-W有=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)斜面:W额=fL.定义:有用功加额外功或动力所做的功.公式:W总=W有+W额=Fs=.斜面:W总=fL+Gh=FL.定义:有用功跟总功的比值.公式:η=斜面:η=定滑轮:η===动滑轮:η===滑轮组:η===5.有用功总小于总功,所以机械效率总小于1.通常用百分数表示.某滑轮组机械效率为60%表示有用功占总功的60%.减小机械自重、减小机件间的摩擦.(1)原理:η==.(2)应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s.(3)器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计.(4)步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变.(5)结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多.②提升重物越重,做的有用功相对就多.③摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多.8.绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率.第1节杠杆1.认识杠杆,知道杠杆的几个概念,会确认并画出力臂.2.知道杠杆平衡条件.3.了解杠杆的一些应用.【教学难点】引导学生通过探究得出杠杆平衡条件.【教学难点】(1)通过实验,理解力臂概念.(2)杠杆平衡条件的运用.一、情境导入拔图钉:让班内力气最大的一名男生和班内力气最小的一名女生上台分别拔图钉. 男生:空手拔图钉,结果没拔出.女生:使用羊角锤拔图钉,结果图钉很容易拔出.二、新课教学讨论:下列工具工作时有什么共同特征?共同特征:有力作用在物体上、绕着固定点转动、硬棒.硬棒可以是直的,也可以是弯曲的,即硬棒可以是各种各样的形状.定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆.提问:在现实生活中,你还能举出哪些杠杆的实例呢?支点(O):杠杆绕着转动的点动力(F1):促使杠杆转动的力阻力(F2):阻碍杠杆转动的力动力臂(l1):从支点到动力作用线的垂直距离阻力臂(l2):从支点到阻力作用线的垂直距离提问:什么是力臂?力臂是支点到力的作用线的垂直距离.(1)力臂是一定在杠杆上吗?答:不是.(2)杠杆是否都是直的?答:杠杆可以是直的,也可以是弯的.(3)若一力作用在杠杆上,作用点不变,但作用方向改变,力臂是否改变? 答:要改变.画力臂的方法是:(1)辨认杠杆,找出支点、动力和阻力;(2)过力的作用点沿力的方向画出力的作用线;(3)从支点作出到力的作用线的垂直线;(4)用大括号将力臂括上,并标上符号.画出图中杠杆各力的力臂讨论:体重不同的两人能不能让跷跷板稳定下来?杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下静止或匀速转动时,我们就说杠杆平衡. 问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡呢?探究杠杆的平衡条件:(1)提出问题:杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系?(2)猜想与假设:假设一:=.假设二:F1l1=F2l2.(3)测量的物理量:力、力臂.(4)实验器材:杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计.(5)实验操作①调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡(保证力臂沿杠杆,便于测量;消除杠杆自重对实验结果的影响).②1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中.③改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验.④1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在表格中.(1)省力杠杆:由F1l1=F2l2,因为l1>l2,所以F1<F2这是省力杠杆,省力杠杆的特点:省力、费距离.生活中的省力杠杆(2)费力杠杆:由F1l1=F2l2,l1<l2,得F1>F2,这是费力杠杆.费力杠杆的特点:费力、省距离.生活中的费力杠杆(3)等臂杠杆的特点:不省力、也不省距离.由F1l1=F2l2,l1=l2,得F1=F2,这是等臂杠杆.(4)三类杠杆的对比省力杠杆费力杠杆等臂杠杆概念动力臂大于阻力臂的杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆特点省了力,但费了距离费了力,但省了距离不省力也不费力实例撬棒、铡刀、瓶起子、镊子、理发剪刀天平【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题?学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第1节杠杆一、杠杆及杠杆的五要素二、杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2三、生活中的杠杆四、杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆1.下列测量工具没有利用杠杆原理的是( A )2.下列杠杆平衡的是(杆重和摩擦均不计)( C )3.如图所示,在杠杆的a处悬挂两个相同的钩码,若要使杠杆在水平位置平衡,可以采取的措施是( D )4.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F的大小将( C )5.某同学分别用如图所示的a,b两种方法挑着同一个物体行走,a图中肩受到的压力小于b图中肩受到的压力;a图中手施加的动力小于b图中手施加的动力.(均填“大于”“等于”或“小于”).筷子,被外国人誉为“东方的文明”,是中华民族的国粹.它的使用,标志着中华民族文明的进步.美国哈佛大学一位人类学家认为,中国最古老的筷子的出现,大约是在公元前1 200多年以前,比西方人使用刀叉要早几百年.2.我国古代的简单机械(杠杆)我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的,因此简单机械的成就也是辉煌的,杠杆的应用非常广泛.对于杠杆,在《墨经》中科学地叙述了其平衡原理,“相衡,则本短标长”.这里的“本”是指靠近支点一边的杆,“标”是指靠近重锤一边的杆.如果两边平衡,杠杆一定是水平的,被测重物一边杆短,重锤一边杆长.又说:“两加焉,重相若,则标必下,标得权也”,这就是说杠杆平衡后,两边加相等的重物,平衡会破坏,标这一边必然下降,这叫做“标得权”.从以上论述可以看出,墨家用确切的语言阐述了不等臂杠杆的科学原理.第2节滑轮1.认识定滑轮和动滑轮.2.知道定滑轮、动滑轮和滑轮组的作用.3.会根据要求使用和组装滑轮.4.了解其他简单机械(轮轴、斜面等)的一些应用.【教学重点】探究定滑轮、动滑轮的特点及实质,滑轮组省力情况的判断.【教学难点】理解定滑轮和动滑轮是变形的杠杆.一、新课导入这个故事中起到关键作用的是哪个部件?你见到过吗?我们用力向下拉绳子,国旗上升,你知道旗杆的顶部有什么装置吗?以此引入新课.二、新课教学滑轮:主要部分是能绕轴转动的轮子.滑轮结构,如图所示.想想议议:(1)你知道为什么会这样吗?(2)下面两个滑轮在使用上有什么不同呢?国旗上升时,旗杆顶端的滑轮不随物体一起移动. 货物上升时,电动机下面的滑轮随物体一起移动. 滑轮的分类研究定滑轮和动滑轮的特点播放多媒体视频定滑轮特点:(1)可以改变用力方向.(2)既不省力也不费力,也不省距离.(3)本质上,相当于一个等臂杠杆.动滑轮特点:(1)可以省一半的力,但不改变力的方向.(2)力的关系:F=.(3)距离关系:s=2h.(4)实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.思考1:动滑轮中,若拉力F沿斜上方拉,F=G吗?因为动力臂l1减小,所以动力F增大要使动滑轮省一半的力(省力最多),必须使绳子沿竖直方向拉.思考2:使用定滑轮能改变力的方向,但不能省力;使用动滑轮能省力,但不能改变力的方向.那我们能不能把两者结合起来,组成滑轮组,使其既可以改变力的方向,又能省力?用以下的动滑轮和定滑轮,可以组成怎样的滑轮组呢?播放滑轮组实验视频展示滑轮组动画(1)滑轮组用几段绳子吊起物体.将物体提升的力等于物重的几分之一,即F=.(2)手拉绳子通过的距离等于物体上升的距离的n倍,即s=nh.(忽略绳重与摩擦)滑轮组小结:①有几段绳子与动滑轮相连,n就为几;②重物上升h高度,绳子自由端要移动nh距离s=nh;③力的关系:F=G物(不计摩擦、绳重和动滑轮重).F=(G物+G动)(不计摩擦、绳重).(3)轮轴与斜面几种轮轴①井上的辘轳从右边看过去,可画成下图:动力臂大于阻力臂——省力杠杆.②汽车方向盘③水龙头动力臂大于阻力臂——省力杠杆.(4)其他轮轴轮轴:省力、费距离.(5)斜面也是一种省力机械斜面:省力、费距离.【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题? 学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第2节滑轮1.定滑轮:转轴固定不动的滑轮.特点:不能省力,但可以改变力的方向.实质:等臂杠杆.2.动滑轮:转动轴与重物一起移动的滑轮.特点:能省力一半,但不能改变力的方向.实质:动力臂是阻力臂两倍的杠杆.特点:使用滑轮组时,动滑轮被几股绳子吊起,所用力就是物重和动滑轮的几分之一.1.如图所示的是利用定滑轮匀速提升物体的三种方法,所用拉力分别是F1,F2和F3,下列式子中正确的是( C )1>F2>F31<F2<F31=F2=F32>F1>F32.如图所示,不考虑滑轮与轻绳之间的摩擦,米袋总重为800 N,而绳上吊着的静止的“绅士”重500 N,则米袋对地面的压力为( C )A.500 NB.250 NC.300 ND.800 N3.工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面),其中最省力的方案是( C )4.小汉同学在“研究动滑轮特点”的实验时,进行了正确操作,并记录数据如下表,分析数据后发现,实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符.面对这一事实,下列做法中最不可取的是( B ) 实验次数物重G/N 拉力F/N123B.实验失败,停止实验C.改进实验条件,重新实验D.查阅资料,了解结论的适用条件1.我国古代的简单机械——辘轳辘轳的制造和应用,在古代是和农业的发展紧密结合的,它广泛地应用在农业灌溉上.我国在公元前1100年以前就发明了辘轳,根据《物原》记载:“史佚始作辘轳”(史佚是周代初期的史官).辘轳的应用在我国时间较长,虽经改进,但大体保持了原形,说明在3 000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳.解放前在我国的北方缺水地区,仍在使用辘轳提水灌溉小片土地.汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机,其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置.这种起重机的优点是机动性好,转移迅速.缺点是工作时须支腿,不能负荷行驶,也不适合在松软或泥泞的场地上工作.汽车起重机的底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车,符合公路车辆的技术要求,因而可在各类公路上通行无阻.此种起重机一般备有上、下车两个操纵室,作业时必需伸出支腿保持稳定.起重量的X围很大,可从8吨~1 000吨,底盘的车轴数,可从2~10根.是产量最大,使用最广泛的起重机类型.在起重臂里面的下面有一个转动卷筒,上面绕钢丝绳,钢丝绳通过在下一节臂顶端上的滑轮,将上一节起重臂拉出去,依此类推.缩回时,卷筒倒转回收钢丝绳,起重臂在自重作用下回缩.这个转动卷筒采用液压马达驱动,因此能看到两根油管,但不是油缸.第3节机械效率1.了解什么是有用功、额外功和总功.2.理解什么是机械效率.【教学重点】知道有用功、额外功和总功,理解机械效率.测量滑轮组的机械效率.【教学难点】测量简单机械的机械效率.一、新课导入直接提升物体做功,与使用机械提升物体做功相同吗?二、新课教学实验演示:使用动滑轮是否省功?(1)如图(甲),用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度,计算拉力所做的功.(2)如图(乙),用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度,再次计算拉力所做的功.这两次拉力所做的功一样吗?为什么?(甲)图中拉力所做的功:W甲=F甲s甲=2 N×h(乙)图中拉力所做的功:W乙=F乙s乙=1.2 N×2h所以W甲<W乙实验结果表明,虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度,但第二次拉力做功反而多一些.这说明,使用动滑轮省力,但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响,我们要多做功.有用功:对人们有用的功.额外功:人们不需要而又不得不做的功.总功:有用功与额外功之和.W总=W有+W额.思考一:用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功.思考二:如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?捞桶做的功是有用功,提水做的功是额外功.(1)定义:有用功跟总功的比值.(2)公式:η==.讨论:W额>0,W总>W有,所以η<1.W额=0,W总=W有所以η=1(理想状态).注:机械效率常用百分数来表示.×104 J,起重机的机械效率是多少?g取10 N/kg.解析:重物的重力×103 kg×10 N/kg=5×103 N起重机提升重物所做的有用功W有=Gh=5×103 N××104J起重机的机械效率η===44%.答案:44%【巩固练习】一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m.如果额外功是9 600 J,起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?解析:起重机做的有用功、总功为W有=Gh=3 600 N××104JW总=W有+W额×104×104 J机械效率η===60%.×104×104 J 60%小资料起重机的机械效率一般为40%~50%;滑轮组的机械效率一般为50%~70%.抽水机的机械效率为60%~80%.【实验目的】(1)学习安装滑轮组.(2)学习测滑轮组的机械效率.(3)分析得出提高滑轮组机械效率的方法.【实验原理】η==.讨论:为得出滑轮组的机械效率,需要求出有用功和总功,为此需要测出哪些物理量?钩码重G,拉力F,钩码上升的高度h,拉力通过的距离s.【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2 m的细绳.播放测量滑轮组实验视频,播放提高机械效率的方法视频.提高机械效率的方法(1)减小机械间的摩擦力.例如加强机械运动部位的润滑.(2)改进机械的结构,减小机械自重,例如动滑轮太重,使滑轮组机械效率很低,换用较轻滑轮就可提高其机械效率.(3)增加物重.【知识拓展】探究斜面的机械效率【提出猜想】斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关.【实验器材】长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺.【实验装置】【实验过程】(1)测量小车的重量,记录数据.(2)把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉;分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离s、小车上升的高度h.(3)改变斜面的倾斜程度,重复步骤(2).注意事项要匀速拉动物体;拉力要与斜面平行;及时记录数据.记录表格斜面倾斜程度小车质量G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η%较缓较陡很陡结论:光滑程度相同的斜面,斜面越倾斜,越费力,机械效率越高.分析:当斜面长度、高度、物重都相同时,斜面越粗糙,摩擦力越大,拉力越大,总功越大,有用功不变,机械效率越低.结论:斜面越粗糙,机械效率越低.【课堂小结】通过今天的学习,同学们有哪些收获?在实验探究中又存在哪些问题?还有什么想探究的问题?学生可以个别回答,或相互交流,在交流的基础上进行学习小结.第3节机械效率一、有用功:对人们有用的功额外功:人们不需要而又不得不做的功.总功:有用功与额外功之和.二、机械效率:有用功跟总功的比值公式:η==三、测量滑轮组的机械效率四、测量斜面的机械效率1.某同学不小心把水桶掉进井里,当他把桶从井里捞上来时,桶里带了一些水,下列有关有用功、额外功、总功的说法中正确的是( C )2.小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是( C )C.两种情况下,小文做的有用功一样多3.如图所示,用拉力F使物体竖直匀速上升,下列说法正确的是( D )word4.如图所示,X伟同学通过斜面用平行于斜面F=200 N的推力,将质量为30 kg的物体在5 s时间内匀速推到1 m高的平台上,斜面长s=2 m.则(g取10 N/kg)( B )A.推力的功率为40 WB.斜面的机械效率为75%C.推力做的总功300 JD.斜面对物体的摩擦力为100 N5.一斜面长4.8 m、高1.2 m,把重为1 200 N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,沿斜面的拉力为400 N,则总功为 1 920 J,有用功为 1 440 J,额外功为480 J.力(填“力”“功”或“距离”).用重为2 N的动滑轮匀速提升一个重物时,动滑轮的机械效率为75%;若改用重为1.5 N的动滑轮匀速提升同一重物,此动滑轮的机械效率为80% .(不计绳重和摩擦)机械效率与机械效益的联系和区别机械效率与机械效益是两个比较类同的概念,使用时稍不留心就要混淆.经过以上分析,我们可以得出以下两点:(1)机械效率是描写机械做功本领程度的一个物理量,它研究机械做功情况时引出;机械效益是描述机械省力程度的一个物理量,它研究机械省力情况时引出.(2)机械效率与机械效益都是一个无单位的纯数,机械效率η总是小于1,而机械效益A可以小于1,也可以等于1或大于1.21 / 21。
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第2课时 杠杆的应用
知识要点基础练
知识点1 杠杆的分类
1.如图所示,一位母亲推着婴儿车行走,当前轮遇到障碍物时,母亲向下按扶把,若把婴儿车
视为杠杆,这时杠杆的支点是 后轮 ;当后轮遇到障碍物时,母亲向上抬起扶把,这时婴儿
车可视为 省力 ( 选填“省力”或“费力” )杠杆,但费 距离 。
2.如图所示,杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G,为使杠杆保持平衡且用力最小,在
B
点施加一个力,这个力应该是图中的 F2 ;此时该杠杆为 省力杠杆 ( 选填“省力杠
杆”“费力杠杆”或“等臂杠杆” )。
3.各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。如图所示,要剪开铁皮,应该用 乙 最合适,原因是
这种剪刀能够省 力 ;剪纸或布时,应该用 甲 最合适。
4.如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是( A )
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A.①② B.②③
C.②④ D.③④
5.( 武威中考 )如图所示是羊角锤的示意图,请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力F的示意
图。
答案:如图所示
知识点2 动态杠杆分析
6.如图所示,作用在杠杆一端且始终垂直OA向上的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置C,
在这个过程中,力( D )
A.不变 B.变大
C.变小 D.先变大后变小
7.重为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一水平拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位
置。在转动的过程中( C )
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变小
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C.动力F逐渐变大 D.动力F保持不变
综合能力提升练
8.如图是自行车手闸示意图,手闸是一个简单机械,这种简单机械的名称是 杠杆 ,当图中
手对车闸的作用力F=10 N时,刹车拉线受到力的大小为 40 N。
9.如图所示,小明正在做俯卧撑。他的身体可以看成一个杠杆,且O为支点、A为重心。他重
为500 N,地面对手的支持力F的力臂是 1.5 m,大小为 300 N。
10.如果你弯一下腰,肌肉就要付出接近1200 N的拉力。这是由于在腰部肌肉和脊骨之间形
成的杠杆是一个费力杠杆( 如图 )。所以在弯腰提起重物时,为避免肌肉被拉伤,正确的姿
势是尽量使重物离身体 近 ( 选填“近”或“远” )一些。
11.如图是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法,方法一:以B点为支点,在C点用
与木棒垂直的力F1向下撬;方法二:以A点为支点,在C点用与木棒垂直的力F2向上撬。若石
块压在木棒上的D点正好是AB的中点( 木棒自重不计 ),则方法 二 更省力一些,理由
是 方法二与方法一的阻力和阻力臂相等,而方法二的动力臂更长 。
12.( 河南中考 )如图的开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。图中能正确表示它
工作示意图的是( B )
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13.如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,
下列判断正确的是( B )
A.杠杆仍能平衡
B.杠杆不能平衡,右端下沉
C.杠杆不能平衡,左端下沉
D.无法判断
14.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O靠近,这样做的目的
是( D )
A.增大阻力臂,减小动力移动的距离
B.减小动力臂,减小动力移动的距离
C.增大动力臂,省力
D.减小阻力臂,省力
15.如图,一块厚度、密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力使其一端
抬离地面。则( D )
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A.F甲>F乙,因为甲方法的动力臂长
B.F甲
D.F甲=F乙,因为两种方法动力臂都是阻力臂的2倍
16.如图所示,小明用一可绕O点转动的轻质杠杆,将挂在杠杆下的重物提高,他用一个始终
与杠杆垂直的力F,使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置,在这个过程中此杠杆( B )
A.一直是省力的
B.先是省力的,后是费力的
C.一直是费力的
D.先是费力的,后是省力的
拓展探究突破练
17.如图所示,有一轻质木板( 质量可忽略不计 )长为L,右端放一重为G的物块,并用一竖
直向上的力F拉着,左端绕O点转动,当物块向左匀速滑动时,木板始终在水平位置保持静止,
则下列表示拉力F与物块运动时间t的关系图中,正确的是( A )