1、第 21 课时 第十一章简单机械与功导学案(1)学校 班级 姓名 日期 【学习目标】1 理解杠杆的五要素,会画杠杆的示意图;2 理解杠杆平衡条件并会用杠杆平衡条件进行计算;3 理解定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用;4 知道利用斜面可以省力并会进行简单的计算;常识性了解轮轴。【基础自测】1.物理学中将一根在_的作用下,可绕一_点_的_棒叫做杠杆;杠杆_(可以/不可以)是弯的;杠杆绕着转动的那个点叫_,支点 _(一定/不一定)在杠杆上。2.力臂是指_到_的垂直距离,它总是_(大于/小于/等于/不大于/不小于)支点到力的作用点的距离。3.动力是指_杠杆转动的力,阻力是指_杠杆转动的力,动力和阻力的作用点
2、_(一定/不一定)在杠杆上,动力和阻力的方向_(一定/不一定)相反。4.杠杆_时处于平衡状态,杠杆的平衡条件是_(写公式) ;作用在杠杆上的动力动力臂_(一定/不一定)等于阻力阻力臂。5.在探究杠杆平衡条件的实验中有两次需使杠杆在水平位置平衡,第一次是为了_,第二次是为了_。6.轴_的滑轮叫定滑轮,它实质上是一个_的杠杆,它能_,不能_;轴_的滑轮叫动滑轮,它实质上是一个_的杠杆,它能_,不能_。7. 一般我们所说的滑轮组是由定滑轮和动滑轮共同组成,它_(一定/不一定)省力,它_(一定/不一定)改变动力方向,它_(一定/不一定)省功。确定滑轮组绳子的股数时,数 上绳子的根数。8.斜面是一个_(
3、省力/省距离/改变动力方向)的简单机械,日常生活中的应用有_、_。9.轮轴实质是一个杠杆。当动力作用在轮上时,它是一个_杠杆,具体应用如_;当动力作用在轴上时,它是一个_杠杆,具体应用如_。【互动突破】一、杠杆示意图作图点拨:学生最易错在力的作用点、力的方向的确定。紧紧围绕基本概念即可。例 1. 如图 1,一个绕 O 点转动的杠杆,已知阻力 F2的方向,以及动力 F1的力臂,在图中补全 F2的力臂以及动力 F1二、五要素求解点拨:关键在于画出杠杆示意图,然后由图构建杠杆平衡方程即可。例2. 使用撬棒,救援队员把滚落在公路上的石块撬起,如图2所示,若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块 1,
4、撬棒的支点是_点;若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1,撬棒的支点是_点;哪种更省力?为什么?例 3.如图 3 所示,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 是全尺长的三分之一,当 B 端挂 5N 的重物 P 时,直尺的 A 端刚刚翘起,则此直尺受到的重力( )A、10N B、5N C、2.5N D、以上答案都不对三、最小平衡力求解点拨:有支点和力的作用点明确或不明确之分,解题时一般分为:“找点、连线、作垂直、定方向”四步例 4.如图 4,画出抬起办公桌的一头所需最小力的示意图。例 5.如图 5 中的起瓶器,它属于_ 杠杆(填“省力”或“费力”),它的支点是_(
5、填 A、B 、C 或 D);若沿竖直方向用力开启瓶盖,在图中_点用力最小(填A、B 、C 或 D)四、动态杠杆点拨:通常取过程中的两个或三个瞬间作定态分析。例 6. 如图 6 所示,轻质杠杆可绕 O 转动,在 A 点始终受一垂直作用于杠杆的力,在从 A转动 A 位置时,力 F 将( )A、变大 B、变小 C、先变大,后变小 D、先变小,后变大四、滑轮和滑轮组点拨:在距离方面 S1和 S2之间有 1 个固定的几何关系;在力方面有 2 个平衡关系,即滑轮符合杠杆平衡条件(不计轮轴间摩擦时,同一根绳子上的力相等)和力的平衡。例7. 如图7所示,吊篮的重力为400牛,动滑轮重力为50牛,定滑轮重力为4
6、0牛,人的重力为600牛,人在吊篮里拉着绳子不动时需用力( )A218牛 B220牛 C210牛 D236牛F2L1O图 1图 4图 7图 5图 2图 6图 3例 8 如图 8 所示的虚线框内有一个滑轮组,与滑轮组相连 a、b 两根线穿出框外,当把线 a 向外拉出 L 长时,发现 b 向里缩进 1/3L 长,请画出框内的滑轮组,并绕好线。【总结提升】【当堂训练】1. 如图 9 是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时相当于一个_(填“省力”或“费力” )杠杆,若箱和物品共重 100N,设此时动力臂是阻力臂的 5 倍,则抬起拉杆的力 F 为_N。2.如图 10 所示的装置中,均匀木棒 AB 的 A 端
7、固定在铰链上,悬线一端绕过某定滑轮,另一端套在木棒上使木棒保持水平,现使线套逐渐向右移动,但始终保持木棒水平,则悬线上的拉力(棒和悬线均足够长) ( )A 逐渐变小 B 逐渐变大 C先逐渐变大,后又变小 D 先逐渐变小,后又变大【课后作业】1.如下图 1 中可视为费力杠杆的是 ( )2. 一把杆秤原来很准确,但跟它配套的秤砣掉了一小块,再用它称量物体时,结果将( )A、偏大 B、偏小 C、不变 D、无法确定3. 如图 2 所示,杠杆在物体 A 和力 F 作用下处于平衡,现在将力 F 方向改为沿虚线方向,要使杠杆仍保持平衡,必须是( )A、F 减小 B、F 大小不变 C、F 变大 D、F 小于物
8、体重力4.如图 3,斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,工人师傅小鑫和小穗分别用甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是( )A. 甲方法不可以省力,但能省功 B. 甲方法可以省力,也能省功 C. 乙方法可以省力,但不能省功 D. 乙方法可以省力,也能省功5.如图 4 所示,长 1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕 O 点在竖直平面内自由转动,一拉力图 1a b图 8图 10A B C D图 1x/m0F/N0.2 0.40.60.8 1.01.2 1.4 1.64020105FO图 4图 9通过“位移传感器”竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡。该传感器显示其拉力 F 与作用点
9、到 O 点距离 x 的变化关系如图所示。据图可知金属杆重( )A5 N B10 N C20N D40 N6.如图 5 为一根硬棒,棒上标出了 A、B、C 三点,把它作杠杆使用那么,当以棒上的_点为支点、动力作用在_点、阻力作用在_点时最省力7.如图 6,若不计滑轮和绳子的重力和滑轮转动的摩擦,则绳子 A、B、C 三点受到的拉力之比为_8.如图 7 所示,重为 100 牛的物体 A 在水平拉力 F 的作用下,沿水平面以 0.4 米秒的速度作匀速直线运动,弹簧秤的示数为 5 牛.不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力,忽略绳子与滑轮间的摩擦。则物体 A 受到水平面的摩擦力为_牛; 若物体 A 匀速运动 2
10、秒钟,绳子自由端移动距离为_米, 绳子自由端移动速度为_. 9.一根 2 米长的硬杆 AB 水平放置,A 端挂 30N 的物体,B 端挂 50N 的物体,要使杠杆平衡支点应距 A 端多远?若两端各增加 10N 的物体,为使杠杆平衡,支点向何方移动多少米?10. 如图 8 所示的曲棒 ABC 可绕 A 点的转轴转动,请画出要使曲棒ABC 在图中位置保持平衡时所需的最小力的示意图。11. 站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶,请在图中画出滑轮组绳子的绕法。12. 以下是小怡和小远同学在研究“杠杆平衡条件”的实验出现的情况:在进行实验时,应先调节杠杆使它在_位置静止,在这一位置静止的好处是_。若杠
11、杆被支起后,左端高右端低,则应进行的操作是_ 。次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m1 2 0.01 1图 2BAC图 6图 5 图 7图 2 图 3图 8图 9小怡在实验时,忘了一部分数据的记录,请你帮助完成下表:实验时,老师只给小怡 10 个相同的钩码,当在杠杆的左端挂上如图位置的三只钩码时,则为使杠杆平衡,小丽应在杠杆的另一端的什么位置处挂几个钩码?_;当小远在拉着弹簧测力计使杠杆在如图位置平衡,读出测力计的示数,并从杠杆上直接读出对应的力臂,结果发现:动力动力臂阻力阻力臂,于是小宇说,杠杆平衡条件在此种情况不成立,你知道其中的原因吗?_。【质疑释疑】在本节课学习中,我还有哪些疑问?我还想解决哪些问题?教师评价: 批改日期:2 0.03 4 0.06图 10