第一讲 杠杆与滑轮导学案

第一讲杠杆与滑轮导学案
一、杠杆
1.杠杆的五个要素：
（1）支点（O）：;
（2）动力F1：；
（3）动力臂L1：；
（4）阻力F2: ；
（5）阻力臂L2：;
2.力臂的画法
实例1．在图中画出小锤所受阻力F2以及动力F1的力臂．
实例2．如图所示，F1是作用在抽水机手柄A点处的动力，O为支点．请画出动力F1的力臂L1.
实例3．(09·山西中考)某同学在做俯卧撑运动时(如图所示)，可将他视为一个杠杆，支点为O，他的重心在A点，支撑力为F，请画出重力和支撑力F的力臂．
实例4．王刚同学想把一个重600N的装满油的桶滚上一个台阶，如图所示，试在图中作出油桶重力的示意图和王刚推力的力臂。

图中O为油桶的重心。

实例5．如图所示是使用起子的情形，请在图中画出动力F1的力臂及阻力F2的力臂．
实例6．如图所示，杠杆A处挂一重为40 N的物体，杠杆在拉力F的作用下保持平衡，O是杠杆的支点，请你画出拉力F的力臂和物体所受重力的示意图．
3.杠杆的平衡条件探究
（1）杠杆的平衡状态：
（2）杠杆的动力、动力臂、阻力、阻力臂之间满足何种关系时，杠杆处于平衡状态呢？
探究1、在探究“杠杆平衡条件”的实验中，如
图所示。

（1）实验前杠杆如图甲所示，你认为杠杆平衡
吗？，此时应将平衡螺母
向调节，使杠杆处于位
（2）实验时只有10个相同的钩码，杠杆每格等距，当在A点挂4个钩码时，应怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？（请在图中画出两种设计方案）
（3）.如图下（a）所示的杠杆是平衡的吗？，在如图（a）基础上，两边分别加挂一个等重的物体，杠杆还能平衡吗？为什么？
（4）若在图（a）基础上，分别向两边减去一个相同的钩
码，杠杆还能平衡吗？若不平衡会怎样？
答：。

（5）若在图（a）基础上，将两边的钩码同时向外或向内
移动相同的距离，杠杆还能平衡吗？若不平衡会怎样？答：。

（3）杠杆的平衡条件是：
实例7．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆
在位置平衡，这样做是为了便于测量；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向调节，或将左端的平衡螺母向调节．如图所示是小明同学三次实验的情景，实验时所用的钩码每个重0.5 N，杠杆上每一格长5 cm，部分实验数据已记录在下表中．
(1)请将表格中的实验数据补充完整．
(2)小明的第3次实验存在错误，其错误是．实例8．我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验．
(1)实验前没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡．实验前使杠杆水平平衡的目的
是
(2)实验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠
杆上每格等距)，但老师却往往提醒大家不要采用这种方式．这
主要是因为该种方式( )
A．一个人无法独立操作B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合D．力和力臂数目过多
(3)图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持
左侧第格的钩码不动，将左侧另外两个钩
实例9．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干．
(1)将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，如果将杠杆右侧
的平衡螺母向左调到头了，杠杆右端仍下沉，此时应将杠杆左
侧的平衡螺母向调，直到杠杆在水平位置平衡为止．
(2)某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为F l=6N、
L1=20cm、F2=4N和L2=30cm．该同学根据这些数据能否得出探
究结论?
．理由
是
(3)使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件．这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪种实验方案好并说明理由．
(4)杠杆平衡条件的应用：
实例10．(09·安徽中考)开瓶时使用的开瓶器(图a)，可以简化成不计重力的省力杠杆(图b)，O为支点．若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直，且A()=6 cm，B()=l cm，F1=25 N，则F2= N．
实例11．(09·安顺中考)如图所示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100 N，设此时动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力
F为 N．
实例12．请你仔细观察如图所示的漫画，究竟小猴和小兔谁分的萝卜重?简要说明理由．
实例13．如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1千克，杆秤的质量忽略不计．若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为0.05米、0.2米，则被测物的质量为千克．若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值 (选填“小于”、“等于”或“大于”)被测物的真实质量值．
实例14．图所示的杠杆中处于平衡状态的是( )
实例15．如图所示，杠杆左边挂两个50 g的钩码，右边挂一个50 g的钩码，杠杆平衡．若两边的钩码同时远离O点移动一格，则( )
A．杠杆仍平衡 B．杠杆绕O点顺时针转动C．在右边再挂一个50 g的钩码才平衡 D．杠杆绕O点逆时针转动
实例16．小华用钓鱼竿钓起重为15N的鱼，如图所示， OA=0.4m，OB=2m．下列说法正确的是( ) A．用钓鱼竿钓鱼费距离 B．钓鱼竿是个省力杠杆
C．手对鱼杆的拉力F1的大小为75N D．手对鱼杆的拉力F1的大小为3N
实例17．如图所示，在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码，在支点右侧15cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡．要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应
沿方向，此时读数为 N．
实例18．在电视剧《三国》中，有这样一个情景：一群士兵用力拉动一个杠杆，会将石块抛向敌方阵营．它是一个杠杆．要把石块抛出去，图中作用在A点的力沿方向最小(填a、b或c)．实例19．如图所示，要使杠杆处于平衡状态，在A点分别作用的四个力中，最小的是 ( ) A．F l B．F2 C．F3 D．F4
实例20．如图所示，工人师傅把一个重为800 N的油桶滚上一个台阶，他沿最省力的方向推动油桶，在图中画出这个力和它的力臂(支点O已在图中给出)．
实例21.用羊角钉锤拔起木板上的钉子，如图所示，画出杠杆平衡时所用最小的方向和力臂。

实例22．如图是人们用木棒撬石块的示意图．撬石块有两种方法：第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F1向下撬；第二种是以A点为支点，在C点用与棒垂直的力F2向上撬．(木棒自重不计)
(1)在图中画出力F2的力臂．
(2)若石块压在棒上的D点正好是AB的中点，你认为第种方法更省力一些，理由
是
（5）杠杆的分类
○1省力杠杆：L1 L2,平衡时F1 F2。

特点是，但费。

例如:________________________ ○2)费力杠杆：L1 L2,平衡时F1 F2。

特点是，但省。

例如:_____________ __________ ○3等臂杠杆：L1 L2,平衡时F1 F2。

特点是。

例如:____________ ____
○1侧刀○2羊角钉锤○3蹊跷板
○4手推独轮车○5钓鱼竿○6开瓶器
○7扳手○8剪刀○9核桃钳○10天平
二、滑轮
1.基本概念
（1）定滑轮，实质上是一个杠杆，
它的支点在轮的上，它的力臂是轮的；
其优点是，不足点 .
（2）动滑轮，实质上是动力臂为阻力臂倍
的杠杆，它的动力臂的，阻力臂是轮的．
其优点是，不足点 .
(3) 滑轮组，使用
滑轮组既可以，又可以。

2.受力分析
实例23．如图所示，物体A和B所受重力都为120 N，滑轮重力和摩擦力不计．当分别用力匀速提升物体A和B时，F A= N，F B= N。

实例24．如图所示，当弹簧测力计A的读数是5N时，弹簧测力计B的读数是 N，滑轮和重物总重是 N，这个事例说明这种简单机械能够 . 实例25．如图所示的动滑轮是变形杠杆，其支点是点，若重物G=50N，动滑轮重为10N，绳重摩擦力不计，当重物G匀速上升时，则拉力F= N．若绳子自由端通过的距离是4m，则
重物G上升的高度是 m．
实例26．在如图所示的甲、乙、丙、丁四个滑轮组
中，若不计摩擦及动滑轮自重，匀速提升重物所用
的力F与重物受到的重力G之间的关系是：
F甲= G，
F乙= G，
F丙= G，
F丁= G．
3.滑轮组的绕线与计算
实例27．请根据如图所示的要求用笔画线完成各滑轮组的绕绳．(不计摩擦、绳重和滑轮重)
实例28．如图所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绕线．
实例29．在图中用线代表绳子，将两个滑轮连成省力的滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起．
实例30．在图中画出使用滑轮组提起图中物体最省力的绕绳方法．
规律总结：滑轮在竖直方向使用时，其规律有
实例31．在如图所示的装置中，不计绳与滑轮摩擦及轮重，当水平向左拉力为F=5N时，物体A正好匀速向左运动，则物体所受地面的摩擦力大小为 N，如果物体A移动的距离为2m，则F移动的距离为 m．
实例32．如图所示，在水平桌面上放一个重200N的物体，物体与桌面的摩擦力为40N，匀速拉动物体时，水平拉力F应为( )(绳重、滑轮重、绳与滑轮间的摩擦均不计)
A．200N B．20N C．140N D．40N
实例33．如图所示，A，B为两个弹簧测力计，如果拉力F大小为3 N，那么A的示数为 N，B的示数为 N．
实例34．同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则 ( )
A．F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙 C．F甲>F乙=F丙 D．F甲=F乙>F丙
规律总结：滑轮在水平方向使用时，其规律有
杠杆与滑轮的计算
1、如图16所示，质量为60千克的小张同学在做俯卧撑运动。

此时可将他视为一个杠杆，他的重心在A点。

则：（1）小张同学所受的重力大小为多少？（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少多大？
2、如图所示的是用道钉撬起出道钉的示意图．若已知作用在A点的动力F1=2000N，试求这时道钉对道钉撬的阻力F2的大小．(道钉撬自身重力不计)
3、如图12—50所示，用滑轮组将质量是70 kg的物体提高5 m，每个滑轮质量是2 kg，
绳重、摩擦不计，试求：（1）提起物体所用的力是多少？（2）绳端移动的距离是多少？
4、如图所示，在水平拉力F的作用下，物体匀速向右滑动时，弹簧秤示数为10牛，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则水平拉力F和物体与水平面之间的摩擦力f的大小分别是多少？
5、建筑工地上工人用图24滑轮组提升2000N的重物，工人所用拉力700N。

求动滑轮
重力？。