专题2 杠杆平衡条件的应用
杠杆平衡条件的应用
杠杆平衡条件的应用(教案)一、教学目标1、知识与技能:知道生活中应用杠杆的一些实例;会运用杠杆平衡条件解决一些实际问题。
2、过程和方法:学会将生活中的实例抽象为杠杆模型;掌握关于杠杆平衡问题的一般解法;培养学生有意识发现生活中物理知识的能力;培养学生运用杠杆知识解决实际问题的能力。
3、情感态度和价值观:培养学生从生活走向物理,从物理走向生活的能力。
二、重点、难点分析1、重点:培养学生应用杠杆平衡条件解决实际问题的能力2、难点:培养学生运用杠杆平衡条件解决综合问题的能力三、教学过程新课引入:在我们的生活生产中,我们常常使用工具,这些工具中的许多实质上就是杠杆。
同学们看这把剪刀(出示剪刀)是杠杆吗?是!好,同学们请看:(教师用剪刀去将一张折叠的纸割开)。
问:同学们认为在这个使用的过程中,它(剪刀)还是杠杆吗?不是!那么,同学们认为在什么情况下,它(剪刀)才是杠杆?生:······可见,对于一个工具,它是不是杠杆,关键要看我们是怎样来使用它的。
下面我们找一位同学来给大家演示一下剪纸的操作。
(找两名学生具体操作,其它同学观察)可能有的同学们没有观察清楚,我们下面一起来看一下录像。
(放映录像)同学们一定都注意到了剪纸过程中一个挺重要的操作···(将剪子向前推进)。
同学们知道为什么我们要将剪子还没有剪到头的时候就将剪子向前推进一些吗?学生讨论···同学们,你们知道吗,不仅人们使用的许多工具是杠杆,我们人体上的许多部位也是杠杆。
(演示图片)一、巧测汽车的质量同学们,这根放置在水平地面上的木棍是杠杆吗?1、模型分析——例:如图所示是一根质量不均匀的硬棒水平放置在地面上。
现在用弹簧测力计将其一端微微提起一点,弹簧测力计的示数为F1;然后用弹簧测力计将其另一端微微提起一点,弹簧测力计的示数为F2。
2020-2021中考物理综合题专练∶杠杆平衡条件的应用问题
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,在轻质杠杆AB 两端各挂体积相同的实心物体甲、乙,杠杆在水平位置保持不变。
下列说法正确的是( )A .分别将甲、乙切去等体积的一小块,杠杆右端向下倾斜B .分别将甲、乙切去等体积的一小块,杠杆仍在水平位置平衡C .分别将甲、乙切去等质量的一小块,杠杆左端向下倾斜D .分别将甲、乙切去等质量的一小块,杠杆仍在水平位置平衡 【答案】B 【解析】 【分析】动态杠杆相关判断。
【详解】AB .因为为杠杆平衡,所以G OA G OB =甲乙,即Vg OA Vg OB ρρ⨯=⨯甲乙,所以OA OB ρρ⨯=⨯甲乙。
若分别将甲、乙切去等体积的一小块,则:左边()=OA G OA Vg OA G G ρ⨯=--∆⨯甲甲甲切甲,右边()OB G OB Vg O GB G ρ⨯==--∆⨯乙乙乙切乙,左边等于右边,杠杆仍保持水平平衡,故A 错误,B 正确; CD .若分别将两物体切去等质量(即等重G )的一小块,则:左边()G G OA G OA G OA -⨯==-⨯甲甲, 右边()=OB G O G G B G OB ⨯=--⨯乙乙,因OA OB >,则左边小于右边,则杠杆右端向下倾斜,故CD 错误。
【点睛】较难题.失分原因是:(1)没有根据题干信息确定出OA OB ρρ⨯=⨯甲乙的等量关系;(2)将“切去等体积”、“切去等质量”代入杠杆平衡条件后,两边力和力臂的关系确定错误;(3)忽略了左右两侧的力臂不同,在分析杠杆平衡时判断猎误。
2.如图所示,杠杆挂上钩码后刚好平衡,每个钩码的质量相同,在下列情况中,杠杆还能平衡的是A .左右钩码各向支点移一格B .左右各减少一个钩码C .左右各减少一半钩码D .左右各增加两个钩码【答案】C 【解析】设杠杆的分度值为 L ,一个钩码的重为G .原来4G ×2L =2G ×4L ;左、右钩码各向支点移动一格,左边=4G ×L =4GL ,右边=2G ×3L =6GL ,左边<右边,杠杆向右端下沉,A 不符合题意;左右各减少一个钩码,左边=3G ×2L =6GL ,右边=G ×4L =4GL ,左边>右边,杠杆向左下沉,B 不符合题意;左、右钩码各减少一半法码,左边=2G ×2L =4GL ,右边=G ×4L =4GL ,左边=右边,杠杆平衡;C 符合题意;左右各增加两个钩码,左边=6G ×2L =12GL ,右边=4G×4L =16GL ,左边<右边,杠杆右边下沉,D 不符合题意,故选C .3.生活中,小华发现有如图甲所示的水龙头,很难徒手拧开,但用如图乙所示的钥匙,安装并旋转钥匙就能正常出水(如图丙所示).下列有关这把钥匙的分析中正确的是A .在使用过程中可以减小阻力臂B .在使用过程中可以减小阻力C .在使用过程中可以减小动力臂D .在使用过程中可以减小动力 【答案】D 【解析】【详解】由图可知,安装并旋转钥匙,阻力臂不变,阻力不变,动力臂变大,根据杠杆平衡的条件F 1L 1=F 2L 2可知,动力变小,故选D 。
杠杆平衡条件的应用
杠杆平衡条件的应用1C 5B 6D 7B 8C 8C 9c 例4 A 例14D 例15A一、最小力问题“阻力×阻力臂”为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到:在杠杆上找一点(动力作用点),使这点到支点的距离最远;动力方向应该是过该点且与该连线垂直的方向。
【例1】如图所示,杠杆OAB能绕O点转动,在A点挂一重物G,为保持杠杆在水平位置平衡,在B点分别作用的四个力中最小的是( )A.F1 B.F2 C.F3 D.F42、如图所示是安装在小区进出口的栏杆(粗细均匀的直杆)示意图,当在A处施加一个力F时,可将栏杆压到如图所示位置,请在图中画出此时最小压力F的示意图和重力G的力臂。
3、为使轻质杠杆AB在如图所示位置静止,请你在杠杆上画出所施加最小动力F的示意图,并作出阻力F2的力臂。
14、如图所示是液压起重车的示意图。
使用时液压杆将起重臂顶起,可将重物吊起并安放到需要的地方。
请在图中分别画出:(1)重物对起重臂的作用力的示意图及该力的力臂;(2)液压杆对起重臂最小作用力的示意图。
二、力或力臂变化问题利用杠杆平衡条件F1l1=F2l2和控制变量法,抓住不变量,分析变量之间的关系。
5、小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两端挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图所示,若仍然使杠杆保持平衡,拉力的变化情况是( )A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定6、如图所示,杠杆始终处于水平平衡状态,改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①→②→③。
此过程中,弹簧测力计的示数将( )A.逐渐变大 B.逐渐变小C.先变大后变小 D.先变小后变大7、如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。
下列说法正确的是( )A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小保持不变B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大D.吊臂是一个省力杠杆8/如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F,使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将( )A.一直变大 B.一直变小C.先变大,后变小 D.先变小,后变大三、再平衡问题杠杆再平衡的问题,实际上就是判断杠杆在发生变化前后,力和力臂的乘积是否相等,乘积大的一端下降,乘积小的一端上升。
杠杆平衡的原理及应用
杠杆平衡的原理及应用1. 引言杠杆平衡是指通过调整杠杆的位置和力的大小,使得杠杆的两边能够保持平衡的原理。
在物理学中,杠杆平衡是一个重要的概念,我们可以通过掌握杠杆平衡的原理和应用,来解决实际生活中的问题。
2. 杠杆平衡的原理杠杆平衡的原理是基于物理学中的力和力矩的概念。
在一个平衡杠杆系统中,我们需要满足以下条件才能实现平衡: - 力的合力为零:即杠杆两边的力对称。
-力矩的和为零:即杠杆两边的力矩平衡。
3. 杠杆平衡的应用杠杆平衡的原理可以应用于多种实际场景中,以下是一些常见的应用: 1. 剪刀- 剪刀是一个常见的杠杆平衡应用的例子。
通过调整剪刀两边的杠杆长度和力的大小,我们可以轻松地剪断纸张或布料。
2. 门铰链 - 门铰链也是一个杠杆平衡应用的例子。
通过调整门的重心和力的大小,我们可以轻松地开关门。
3. 起重机 - 起重机是杠杆平衡应用的一个重要领域。
通过调整起重机吊臂的角度和杠杆长度,我们可以在不同位置上提起不同重量的物体。
4. 人体平衡 - 人体平衡也是一个杠杆平衡的应用。
当我们站立时,通过调整身体的重心和力的分配,我们能够保持平衡并保持站立的姿势。
5. 摇椅 - 摇椅是一个有趣的杠杆平衡应用。
通过调整身体的重心和力的大小,我们可以轻松地使摇椅前后摆动。
4. 杠杆平衡的优势杠杆平衡的应用有以下优势: - 简单且易于操作:只需要调整杠杆的位置和力的大小,就可以实现平衡。
- 灵活性高:可以应用于不同的场景和问题中,解决多种平衡问题。
- 节省力气:通过合理利用杠杆原理,可以达到减少力量消耗的效果。
5. 结论杠杆平衡是通过调整杠杆的位置和力的大小,使得杠杆两边能够保持平衡的原理。
在生活和工作中,我们可以通过掌握杠杆平衡的原理和应用,解决实际问题,提高效率。
无论是剪刀、门铰链还是起重机等等,杠杆平衡都有着广泛的应用。
通过合理利用杠杆原理,我们能够轻松地解决平衡问题,节约力气并提高工作效率。
杠杆平衡原理及应用
杠杆平衡原理及应用杠杆平衡原理是物理学中重要的基本原理之一,用于描述接触力和力矩在杠杆上的平衡关系。
根据杠杆平衡原理,一个杠杆系统处于平衡状态时,所受力矩的总和为零。
这个原理被广泛应用于机械工程、建筑工程、物理实验等领域。
首先,我们来看一下杠杆平衡原理的基本原理。
在一个杠杆系统中,有一个支点,两侧分别施加力和力臂。
力臂指的是力的作用线与支点的垂直距离。
根据杠杆平衡原理,当两侧所受力乘以其力臂长度的乘积相等时,杠杆系统处于平衡状态。
对于简单杠杆系统,可以通过以下公式来计算平衡条件:F1 * d1 = F2 * d2。
其中,F1和F2分别表示作用在杠杆上的两个力,d1和d2分别表示力臂的长度。
杠杆平衡原理的应用非常广泛。
下面我们来看一些常见的应用场景。
1. 力学系统中的平衡:杠杆平衡原理在力学系统中有重要应用。
例如,在起重机的设计中,平衡装置是保持起重机平衡的关键。
通过调整平衡装置的长度,可以使力矩在杠杆上平衡,使起重机保持平衡状态。
此外,杠杆平衡原理也应用于天平、挖掘机臂等力学系统的设计和工作原理中。
2. 建筑工程中的平衡:建筑工程中常常需要保持结构平衡。
例如,在悬挂桥或吊桥的设计中,需要确保吊索的长度和张力能够保持平衡,以保证桥梁的安全使用。
另外,建筑物的设计中也需要保持各个部分的平衡,以保证整个建筑结构的稳定性。
3. 物理实验中的应用:杠杆平衡原理在物理实验中也有广泛的应用。
例如,杠杆天平可以通过杠杆平衡原理来测量物体的质量。
只要通过调整杠杆的位置,使力矩平衡,就可以准确地测量出物体的质量。
此外,杠杆平衡原理还应用于测量液体的浮力、电子天平的工作原理等物理实验中。
4. 金融领域的应用:在金融领域,杠杆平衡原理也有一定的应用。
例如,借助杠杆的原理,可以通过借贷来增加投资的报酬率,从而实现财务杠杆的增长。
然而,同样的杠杆效应也可能导致债务风险的增加,因此需要合理使用并进行风险控制。
总而言之,杠杆平衡原理是物理学中一个基本而重要的原理,被广泛应用于各个领域。
【杠杆的平衡条件及其应用】杠杆平衡条件
【杠杆的平衡条件及其应用】杠杆平衡条件【杠杆的平衡条件及其应用】杠杆平衡条件1.探究杠杆的平衡条件(1)杠杆平衡是指杠杆处于静止状态或匀速转动.(2)实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是:可以消除杠杆自重对实验结果的影响;实验中:应调节杠杆两端的钩码的个数或位置,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是:可以方便地从杠杆上直接量出力臂.(3)结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:动力×动力臂=阻力×阻力臂.写成公式是:F1l1=F2l2,也可写成:F1/F2=l2/l1.2.杠杆平衡条件的应用方法(1)确认杠杆及其七要素.(2)利用公式F1l1=F2l2及变形公式F1=F2l2/l1解题.(3)要统一,即动力和阻力的单位要统一,动力臂和阻力臂的单位要统一,并不一定要用米,可以是厘米.3.典型题例(1)最小力问题例1如图1,一端弯曲的杠杆,O为支点,在B端挂一重为10N 的重物G,OB=AC=4cm,OC=3cm,在A端加一个作用力使杠杆平衡,这个力的最小值可能是().A.10NB.8NC.13.3ND.5N解析根据杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2,因F2l2一定,则F1l1一定,所以l1越大,F1越小.由图2可知,OA是最长动力臂.由OA2 =OC2+AC2,AC=4cm,OC=3cm,则OA=5cm.由G·OB=F·OA,G=10N,OB=4cm,OA=5cm,则F=8N.故选项B正确.答案 B方法技巧实际生活中常遇到杠杆的最小力问题,注意要从实物中抽象出杠杆模型.解此类问题,关键是找到最长的动力臂,找到最小力的作用点和方向.解题时要明确两点:(1)明确已知条件(此题中尤其要注意动力臂和阻力臂的确定).(2)明确解题原理(F1l1=F2l2),解题时先把已知条件列出,再将已知条件代入公式解题.(2)杠杆的再平衡问题例2如图3,杠杆挂上钩码后刚好平衡,每个钩码的质量相同,在下列情况中,杠杆还能保持平衡的是().A.左右砝码各向支点移一格B.左右各减少一个砝码C.左右各减少一半砝码D.左右各增加两个砝码解析根据杠杆平衡条件,原来杠杆左边是2×4,右边是4×2,左右相等,杠杆平衡.情况变化后,A项的做法使左边是2×3,右边是4×1,杠杆不再平衡;B项的做法使左边是1×4,右边是3×2,杠杆不再平衡;D项的做法使左边是4×4,右边是6×2,杠杆不再平衡;C项的做法使左边是1×4,右边是2×2,杠杆平衡.故只有选项C正确.方法技巧杠杆的再平衡问题的特点是:原来杠杆是平衡的,当动力和阻力同时增减相等的力ΔF或动力臂和阻力臂同时增减相等的力臂ΔL时,杠杆不能平衡(等臂杠杆除外).(3)杠杆的动态平衡问题例3如图4所示,用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,阻力G的力臂,动力F.(选填“变大”“变小”或“不变”)解析分别画出杠杆在A、B两位置的阻力G的力臂可看出,阻力臂lG将变大,由于F的方向始终与杠杆垂直,所以F的力臂始终等于杠杆长,故F的力臂lF不变.根据公式F×lF=G×lG,∵lF、G不变,lG变大,∴F变大.答案变大变大方法技巧杠杆的动态平衡是较为复杂的问题,实质在于考查杠杆的平衡条件和力臂的物理意义.解决的关键是明确哪些量变化,哪些量不变,先假设杠杆在某处静止,再用变动为静的处理方法.(4)杠杆与滑轮的组合问题例4如图5所示,质量为m的人站在轻质木板AB的中点,木板可以绕B端上下转动,要使木板静止于水平位置,人拉轻绳的力的大小为(摩擦阻力忽略不计).解析本题由于将杠杆与滑轮进行了组合,所以增加了分析思考问题的难度,木板可绕B端转动,说明B点为杠杆的支点,设人拉绳子的力为F,则由于天花板上的两个滑轮均为定滑轮,它们只能改变力的方向,不能改变力的大小,故A端所受绳子的拉力为F,方向竖直向上.人对杠杆的压力是G人-F.根据杠杆的平衡条件有:F·AB =(G人-F)·A B/2,F·AB=(mg-F)·AB/2,F=mg/3.答案mg/3方法技巧首先必须正确分析出作用在杠杆上的动力和阻力的大小,然后才能用杠杆平衡的条件得出答案.(5)实验探究过程中的经典问题例5在“研究杠杆平衡条件”的实验中,为了,应让杠杆在水平位置平衡.若实验前杠杆的位置如图6(甲)所示,欲使杠杆在水平位置平衡,则杠杆左端的平衡螺母应向(选填“左”或“右”)调.该实验得出的结论是:.某同学进一步用图6(乙)装置验证上述结论,若每个钩码重0.5N,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的读数将4N(选填“<”“>”或“=”).解析经典实验通常是作为大的实验题来考的,问题多、分值大.今后中考也可能这样变化,为提高实验的覆盖面,一些重点实验将瘦身,问题减少,分值变小.但无论如何变形,其中的经典问题依然是命题的热点.杠杆不在水平位置平衡的话,杠杆本身的重力G杆对支点的力臂就不为零,这样会影响实验结论的正确得出.图甲所示的杠杆,左端下沉,右端上翘,说明左边偏重,应将平衡螺母向右调.若弹簧测力计竖直向下拉,则根据杠杆平衡的条件有:4G 钩·4l=F·2l,F=8G钩=8×0.5N=4N.弹簧测力计斜过来拉,力臂变短,力变大,应大于4N.答案消除杠杆自重对实验结果的影响(或使杠杆本身的重力对支点的力臂为0);右;动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1·l1=F2·l2);>.方法技巧探究杠杆平衡条件的题型,往往考查实验器材、过程、数据分析、结论以及对实验的反思.本题考查对实验注意事项的理解,要反思不注意这些事项的后果.许多同学只知道杠杆要在水平位置平衡,不清楚杠杆为什么要在水平位置平衡,阅读了这道题的解析后应该明白问题的答案了.(6)生产与生活中的杠杆问题例6商店里常用案秤称量货物质量,如图7所示,称量时,若在秤盘下粘一块泥,称量的结果比实际质量(选填“大”或“小”);若砝码磨损了,称量的结果比实际质量(选填“大”或“小”);若调零螺母的位置比正确位置向右多旋进了一些,称量的结果比实际质量.(选填“大”或“小”)解析案秤是一不等臂的杠杆,若秤盘下粘一块泥,相当于物体质量增大,此时就要增加砝码来平衡增加的物体,则读数就要比物体的实际质量大;若砝码磨损了,则砝码的质量比它实际的质量要小,用它去平衡物体时仍按其上标的示数进行读数,则结果比物体的实际质量大;若调零螺母的位置比正确位置向右多旋进了一些,则左侧的力与力臂的乘积减小,由于右侧的力臂不变,只有砝码的质量减小,此时称量的结果比实际量小.答案大大小方法技巧案秤的使用实质为教材中天平的使用的迁移,同学们一定要灵活运用所学的知识去解决实际问题.。
人教版九年级物理中考专题2 杠杆平衡条件的应用
人教版九年级物理中考:专题二杠杆平衡条件的应用一、复习目标1.复习杠杆的平衡条件,总结归类常见题目类型。
2.培养学生利用杠杆平衡条件解决实际问题的能力。
二、知识储备1.杠杆的平衡条件是指杠杆处于________或________状态,杠杆的平衡条件是:_________________________________.2.力臂是指从_______________的距离;当____到_______的距离作力臂时,此时力臂最大。
3.杠杆可分为:①_____________特点________________②___________特点____________③__________特点____________三、常见题目类型分析(一)杠杆的再平衡问题例1、如图1所示,杠杆平衡,下列做法仍能使杠杆平衡的是()A.两边钩码各向外移动一格B.左边增加一个钩码,右边向外移动一格C.左右两边的钩码各减少一个D.左右两边的钩码各增加为原来的两倍。
例2、杠杆两端各挂一个重力不相等的实心铁块GA 、GB,并且GA>GB,杠杆恰好平衡,如果把GA 、GB都浸没在水中,不移动支点的位置,杠杆能否继续保持平衡?练习:1.用一根细棉线把一段直铁丝吊起来,让铁丝能在水平位置平衡,再将棉线右边的铁丝对折一下,铁丝还能在水平位置平衡吗?2.杠杆左右两端分别挂有20 N及30 N的重物,杠杆在水平位置平衡.若使两端都减少5 N,则 ( )A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍保持平衡 D.以上说法都不对3.一杠杆左右两端挂有质量不等的铜块和铁块,杠杆处于平衡,现将两铜块和铁块同时浸入水中,则杠杆将( )A.顺时针转动 B.逆时针转动 C.保持平衡 D.无法判断。
(二)最大力臂问题例3、如图2所示,要想将重500N,半径为0.5m的车轮滚上高为20cm的台阶,其所用的最小力应是_______________N.练习请在图3中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F。
杠杆平衡条件 原理及应用
杠杆平衡条件以及应用专题一:三种杠杆------省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
判断方法:因为杠杆由支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂五块部分组成,所以可根据下列方法进行判断是属于哪种杠杆:①当观察到动力臂比阻力臂大时,则所施加的动力会比阻力小,为省力杠杆;②当观察到动力臂比阻力臂小时,则所施加的动力会比阻力大,为费力杠杆;③当观察到动力臂与阻力臂相等时,则动力和比阻力相等,为等臂杠杆;练习题:1.如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是()A .筷子C .瓶起子D .船桨B .食品夹2.如图所示的用具中,正常使用时属于费力杠杆的是()A .瓶盖起子B .核桃夹C .托盘天平D .食品夹子3.如图所示的工具中,在使用时属于省力杠杆的是()天平B 筷子D食品夹C 撬棒A4.如图4所示为我国古代劳动人民在建筑工地上运送大木料的情境,对于此图片提供的信息,下列说法正确的是()A.大木料下放置小圆木是为了增大摩擦B.支架下垫有石块是为了增大地面所受的压强C.工人使用的横杆相当于省力杠杆D.抬起大木料的过程中使用横杆可以省功5.如图所示,用杠杆提起重物,O点为杠杆的支点,F是作用在杠杆B点的力。
图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且AC⊥OB、AB⊥AO。
能表示力F力臂的线段是()A.ABB.ACC.AOD.OB6.如图所示,分别用力F1、F2、F3使杠杆在同一位置保持平衡。
已知F1竖直向上,F2与杠杆垂直,F3水平向右,关于这三个力的大小,下列说法中正确的是()A.沿F1方向的力最小B.沿F2方向的力最小C.沿F3方向的力最小D.三个力的大小相等7.如图所示是圆柱形铁桶横截面示意图,为了将铁桶滚上台阶,示意图中最省力的是()A.B.C.D.图4专题二:杠杆两边不平衡时根据杠杆平衡条件公式:分别计算动力乘以动力臂与阻力乘以阻力臂,看哪边的力与力臂乘积更大,哪一边的大向哪一边倾斜。
练习题1.均匀杠杆在水平位置平衡,在杠杆的A处挂4个钩码,B处挂3个钩码,杠杆仍在水平位置平衡,如图所示。
2020-2021中考物理综合题专题复习【杠杆平衡条件的应用问题】专题解析含答案解析
7.一根粗细均匀的铁棒挂在中点时刚好处于平衡,如图(a)所示,如果将右端弯成如图(b)所示的情况,铁棒将( )
A.顺时针转动B.逆时针转动C.静止不动D.以上三种情况均有可能
【答案】B
【解析】
【解析】
【详解】
因为力F3的作用线所在的直线过支点O,所以力F3的力臂为0,又因为0乘以任何数都为0,所以力F3不能使杠杆平衡;力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同,所以力F4不能使杠杆平衡;力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反,所以力F1和F2可以使杠杆平衡;故选A。
10.如图所示,AOB为一杠杆,O为支点,杠杆重不计,AO=OB.在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体,当AO段处于水平位置时,为保持杠杆平衡,需在B端施加最小的力为F1;当BO段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B端施加最小的力为F2,则
11.用如图所示的杠杆提升重物,设作用在A端的力F始终与杆垂直,那么,在将重物提升到最高处的过程中,力F的大小将( )
A.逐渐变小B.先变小,后变大C.逐渐变大D.先变大,后变小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由题知,当慢慢提升重物时,重力(阻力)不变,阻力臂增大(水平时最大),动力臂不变,即:G不变、L1不变,,L2增大∵FL1=GL2∴力F逐渐变大;故选C.
A. B.
C. D.无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
杠杆示意图如下:
根据杠杆的平衡条件: 可知,
即
因为力与相应的力臂成反比关系,从图中可以看出力臂 ,所以物体的重力 ,即 ,故选C。
中考物理综合题专题复习【杠杆平衡条件的应用问题】专题解析及答案解析
一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1.如图所示,体积之比为1∶2的甲、乙两个实心物块,分别挂在杠杆两端,此时杠杆恰好水平平衡,则甲、乙两个物块的密度之比为( )A .1∶1B .1∶2C .4∶3D .2∶1【答案】C【解析】【分析】【详解】 由图知道,甲物体挂在左边第3格处,乙物体挂在右边第2格处,由杠杆的平衡条件知道,此时12G l G l =甲乙即32m g m g ⨯=⨯甲乙 所以23m m 甲乙=,又因为V 甲/V 乙=1/2,甲、乙两个物块的密度之比是 241332m V m V ρρ===甲甲甲乙乙乙故C 正确。
故选C 。
2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着体积为1cm 3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q 点处时秤杆恰好平衡,如图所示。
当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是( )A.密度秤的零点刻度在Q点B.密度秤的刻度都在Q点的左侧C.密度秤的刻度都在Q点的右侧D.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边【答案】C【解析】【分析】【详解】A.合金块没有浸入液体时,液体的密度应为零,所以秤的零刻度应该在Q处;故A正确,不符合题意;BC.若秤砣由Q向右移动,它的力臂变长,则左边合金块拉秤杆的力应增大,但合金块受到的浮力不可能竖直向下,所以零点的右边应该是没有刻度的,其刻度都在Q点的左侧。
故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;D.秤砣的质量不变,由Q向左移动时,它的力臂变短,则左边合金块拉秤杆的力减小,说明合金块受到的浮力增大,而合金块排开液体的体积不变,说明液体的密度变大,所以刻度应逐渐变大,即秤杆上较大的刻度在较小的刻度的左边;故D正确,不符合题意。
故选C。
3.如图所示,将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,AO OB ,甲物体的底面积杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N,:1:3为0.2m2,g取10N/kg。
例谈杠杆平衡条件的应用
例谈杠杆平衡条件的应用(443623 湖北秭归周坪中学 周立富)杠杆不论其形状如何平衡条件只有一个:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。
(1)若杠杆满足F 1l 1=F 2l 2且F 1、F 2使杠杆转动方向相反时,杠杆处于平衡(静止不动或匀速转动);(2)若满 足F 1l 1≠F 2l 2时,杠杆不能保持平衡,若F 1l 1>F 2l 2时杠杆沿F 1的方向转动,若F 1l 1<F 2l 2时杠杆沿的方向转动;(3)若力F 的力臂为0,则力F 对杠杆平衡与否不产生影响。
一、杠杆平衡问题例1、如图G 1、G 2均为实心铜块,杠杆在空气中平衡(如图)若将它们同时浸没在同种液体中,杠杆是否仍然保持平衡?试分析说明。
分析:空气中杠杆平衡必然满足G 1l 1=G 2l 2,浸没到液体中,左端:F 1/ l 1=(G 1 – F 浮)l 1=(G 1-G 排)=(G 1-ρ液V 排g )l 1=G 1 l 1(1 -铜液ρρ);右端:F 2/l 2=(G 2-F 浮)l 2=(G 2-G /排)=(G 2-ρ液V 排g )l 2=G 2l 2(1-铜液ρρ),仍然满足F /1 l 1=F /2 l 2. 变式题:如果两端的物体由不同的物质组成或浸没在不同的液体中,杠杆还会平衡吗?(不会) 说明:判断杠杆是否平衡的依据,不能只看动力(或阻力)大小的变化或只看力臂的大小变化,关键是要看变化后的力和力臂是否满足动力×动力臂=阻力×阻力臂,应该比较力与力臂的乘积来作出判断。
例2:长为L 重为G 的均匀木条,支在中点时刚好平衡,若左端锯下全长的41并放在剩余部分的上端且末端平齐,木条将( )A 保持平衡B 右端下沉C 左端下沉D 上下摆动分析:锯下全长的41并放在剩余部分的上端且末端平齐, 使左边2G 的重力作用点在距支点81L处,右端2G 的重力和它的作用点仍不变,此时左端:力与力臂的乘积为2G ×8L ;右端力与力臂的乘积为2G ×4L ,有2G ×8L <2G ×4L ,所以右端下沉. 例3:如图所示轻质杠杆把重物匀速提高到虚线处的过程中力F 跟杠杆垂直,那么力F 的大小将( )A 逐渐增大 B 减小 C 不变 D 先减小后增大分析:开始时,杠杆在水平位置平衡,作用在B 点的力的大小等于物重,则F ×OA=G ×OB ;在匀速提升过程中,由F ′×OA ′=G 和OA ′保持不变(F 的的始终跟杠杆垂直故力臂不变,所以作用在A 点的力F 逐渐减小. 例4:一般杆称上有两个提纽A 和B,则A 使用A 时称量 B 使用B 时称量大C 使用A 和B 时称量一样大D 条件不足无法确定分析:杆称上可供选择的两个提纽就是这个杆称可以选择的两个支点,如图所示,设挂称钩处到A 的距离为L,A,B 间的距离为L 1,B 到称杆尾的长度为L 2,根据杠杆平衡条件,使用提纽A 时,G 1×L=G ×(L 1+L 2),则G 1 = lG)l +l (21,使用提纽B 时,G 2(L+L 1)=GL 2,则G2=12l +l Gl ,由于称砣的重力G 一定,而ll +l 21>12l +l l ,所以G 1>G 2,这表明使用提纽A 时称量范围大例5:假期里小红和爸爸妈妈一起参加了一个家庭游戏活动,活动要求是:家庭成员是任意两名成员分别站在如图所示的木板上,恰好保持木板水平平衡 .(1)若小红和爸爸的体重分别为400N 和800N 2m 的一侧,爸爸应该在距支点多远处才能使木板水平平衡?(2)若小红和爸爸已经成功地站在木板上了,现在他们同时开始匀速相向行走,小红的速度是0.5m/s,爸爸的速度多大才能使木板水平平衡不被破坏?分析:可以理解小红对木板施加的力为动力F 1,爸爸对木板施加的力为阻力F 2,他们对杠杆施加的力分别跟各自的重力相等根据F 1l 1=F 2l 2可以算出爸爸距支点的距离; 设他们行走的时间为t,小红与爸爸的行走的速度分别为v 1,v 2,那么小红的力臂为L 1-v 1t,爸爸的力臂为L 2-v 2t,根据杠杆平衡条件建立方程可以求出爸爸的速度v 2)例6: 一根长L 的原木AB 放在水平地面上,当竖直向上抬起B 端时需用300N 的力,同样, 当竖直向上抬起A 端时需用200N 的力,求此原木受到的重力.分析:当抬起B 端时,A 为支点,动力F B 的力臂L B =AB,重力G 的力臂为L 1=OA,由杠杆平衡条件有:G ×OA=F B ×AB;如图所示, 当抬起A 端时,B 为支点动力F A 的力臂L A =AB,重力G 的力臂为L 2=OB,由杠杆平衡条件有:G ×OB=F A ×AB;再联立以上两个方程可求出原木的重。
杠杆平衡条件及其应用
杠杆平衡条件及其应⽤2019-09-17“给我⼀个⽴⾜点,我就能移动地球.”这是希腊科学家阿基⽶德的⼀句名⾔.实际上,⽤杠杆移动地球是不可能的,但是这反映了阿基⽶德发现杠杆规律后的兴奋⼼情.在⽣产、⽣活中,⼏乎每⼀台机器或器具都少不了杠杆,就是在⼈体中也有许许多多的杠杆在起作⽤.拿起⼀件东西,弯⼀下腰,甚⾄翘⼀下脚尖都与⼈体的杠杆有关.那么什么是杠杆?使⽤杠杆⼜有什么规律呢?下⾯我们就来讨论⼀下有关杠杆的知识.杠杆和杠杆平衡条件⼀根硬棒,在⼒的作⽤下如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆.杠杆可以是直的(例如,我们⼩时候玩的跷跷板,⼯⼈撬⽯头时⽤的撬棒等等),也可以是弯曲的(例如瓶盖起⼦).⽆论是什么形状的杠杆都具有五个要素:⽀点、动⼒、阻⼒、动⼒臂、阻⼒臂.画图时,⼀定要正确地表⽰出这五个要素.例如在图1所⽰的杠杆中,甲图为实物图,⼄图是它的⽰意图.我们对照来看,⽀点是O,动⼒F1是弹簧测⼒计对杠杆的拉⼒⽽不是⼈⼿对弹簧测⼒计的拉⼒,阻⼒F2是钩码对杠杆的拉⼒⽽不是钩码的重⼒.⼒臂是⽀点到⼒的作⽤线的垂直距离,l1是动⼒臂,l2是阻⼒臂.杠杆静⽌不动或者匀速转动时,我们就说杠杆保持平衡(初中⼀般只研究杠杆静⽌不动的情况).杠杆的平衡条件是:动⼒×动⼒臂=阻⼒×阻⼒臂,⽤符号表⽰为F1l1=F2l2.根据杠杆平衡条件,我们将杠杆分成三类: (1)省⼒杠杆,这类杠杆动⼒臂⼤于阻⼒臂,平衡时动⼒⼩于阻⼒,如钢丝钳;(2)等臂杠杆,这类杠杆动⼒臂和阻⼒臂相等,平衡时动⼒等于阻⼒,如天平;(3)费⼒杠杆,这类杠杆动⼒臂⼩于阻⼒臂,平衡时动⼒⼤于阻⼒,如理发剪⼑、铁锨.杠杆平衡条件的应⽤例1图2是⽤瓶盖起⼦将啤酒瓶盖打开的⽰意图,请在图中画出杠杆的⽀点、阻⼒、动⼒臂及阻⼒臂.解析确定⽀点的位置是解决本题的关键.瓶盖在起⼦的作⽤下离开瓶⼝,⽀点应是起⼦和瓶盖接触的两点之⼀.模拟开瓶盖的过程,可以发现,瓶盖的下部被扳离瓶⼝,因此⽀点应是起⼦接触瓶盖上⾯的点.我们⽤⼒向上扳起⼦,瓶盖向下压着起⼦,起⼦接触瓶盖下⾯的点应是阻⼒作⽤点,阻⼒应是向下.答案见图3.点评要正确画出杠杆上各⼒的⼒臂,⾸先要明确⼒臂的概念,即⽀点到⼒的作⽤线的垂直距离,这是解决⼒臂问题的关键.具体步骤如下:(1)模拟杠杆的转动,在杠杆的⽰意图上确定⽀点的位置;(2)画好⼒的作⽤线F1(动⼒)、F2(阻⼒),并⽤虚线将⼒的作⽤线延长;(3)分别从⽀点O向两条⼒的作⽤线画垂线,画出垂⾜,则从⽀点到垂⾜的距离就是⼒臂,⼒臂⽤括号括出,并在旁边标上符号.画⼒臂时,很容易犯的错误是将⽀点和⼒的作⽤点的连线当成⼒臂,这⼀点要特别注意.例2如图4所⽰,O点是杠杆AOB的⽀点,A端挂⼀重物G,要使杠杆平衡,B端加的最⼩的⼒是().A.F1B.F2C.F3D.⽆法判断为G和l2 都是定值,则动⼒F和动⼒臂l1的乘积也为定值,即要使动⼒最⼩,必须使动⼒臂最⼤.由数学知识“直⾓三⾓形中斜边⼤于直⾓边”可知,最⼤动⼒臂应是⽀点到动⼒作⽤点的连线,故最⼩的动⼒F应与OB垂直,是图中的F2.答案选B.点评当杠杆上⼒的⽅向发⽣改变时,⼒臂也随之改变.但是⽆论⼒的⽅向如何改变,⽀点到⼒的作⽤点的连线是所有可能存在的⼒臂中最长的⼀条,垂直于此连线的作⽤⼒最⼩.例3如图5所⽰,轻质杠杆把重物匀速提⾼到虚线处的过程中,⼒F⽅向始终跟杠杆垂直,那么⼒F的⼤⼩将().A.逐渐增⼤B.减⼩C.不变D.先减⼩后增⼤解析开始时,杠杆在⽔平位置平衡,作⽤在B点的⼒的⼤⼩等于物重,则F×OA=G×OB;在匀速提升过程中,由F ′×OA′=G×l′,G和OA′保持不变(F始终跟杠杆垂直故⼒臂不变),作⽤在B点向下的重⼒⼒臂l′逐渐减⼩,所以作⽤在A点的⼒F逐渐减⼩.答案选B.点评本题中,如果⼒F始终保持竖直⽅向,则动⼒臂和阻⼒臂同时减⼩,且⽐例保持不变,则动⼒F保持不变.例4如图6所⽰,⼀根粗细均匀的硬棒AB被悬挂起来.已知AB=6AO,当A处悬挂100N重物G时,杠杆恰好平衡,则杠杆的⾃重为N.解析⼀般情况下,为了使解题过程简单,减少不必要的计算,都忽略杠杆⾃重.⽽本题,杠杆只在右端悬挂了⼀个重物却能平衡,很显然是靠杠杆的⾃重G′达到平衡的,即本题需要考虑杠杆的重⼒.由于棒AB粗细均匀,由点评有些同学可能想不到将棒AB作为⼀个整体来考虑,⽽将它分成OB、OA两部分,分别找到两部分的重⼼,列出等式这样的计算结果虽然同样为G′ =50N,但计算过程却复杂了许多.例5 假期⾥⼩红和爸爸妈妈⼀起参加了⼀个家庭游戏活动,活动要求是:任意两名家庭成员分别站在如图8所⽰的⽊板上,恰好保持⽊板⽔平平衡 .(1)若⼩红和爸爸的体重分别为400N和800N,⼩红站在距中央⽀点2m的⼀侧,爸爸应该在距⽀点多远处才能使⽊板⽔平平衡?(2)若⼩红和爸爸已经成功地站在⽊板上了,现在他们同时开始匀速相向⾏⾛,⼩红的速度是0.5m/s,爸爸的速度多⼤才能使⽊板⽔平平衡不被破坏?解析可以将⼩红对⽊板施加的⼒定为动⼒F1,爸爸对⽊板施加的⼒定为阻⼒F2,他们对杠杆施加的⼒分别跟各⾃的重⼒相等.根据F1l1=F2l2可以算出爸爸距⽀点的距离;设他们⾏⾛的时间为t,⼩红与爸爸⾏⾛的速度分别为v1、v2,那么⼩红的⼒臂为l1-v1t,爸爸的⼒臂为l2-v2 t,根据杠杆平衡条件建⽴⽅程可以求出爸爸的速度v2 .答(1)1m(2)0.25m/s.注:本⽂为⽹友上传,不代表本站观点,与本站⽴场⽆关。
杠杆平衡条件的应用
杠杆平衡条件的应用
杠杆平衡条件是力学中的一个重要概念,它描述了杠杆的平衡状态,即杠杆两端受力的平衡条件。
在物理学、工程学等领域,杠杆平衡条件被广泛应用,对于理解和解决各种实际问题非常有帮助。
杠杆平衡条件的基本原理是力矩的平衡。
力矩是指力对物体产生的转动效应,是由力的大小和作用点的距离共同决定的。
当一个杠杆处于平衡状态时,其两端所受的力矩相等,即左右两侧的力矩之和为零。
这个原理可以用一个简单的公式来表示:F1 × L1 = F2 × L2,其中F1和F2分别为杠杆两端所受的力,L1和L2分别为它们与杠杆支点的距离。
杠杆平衡条件的应用非常广泛。
例如,在机械设计中,人们需要设计各种机器和结构,使它们能够保持平衡状态,以便正常工作。
在这种情况下,杠杆平衡条件可以用来计算各个零件所受的力和应力,从而保证整个机器的稳定性和安全性。
杠杆平衡条件还可以应用于建筑物的结构设计中。
建筑物的各个部分必须受到合理的力分配,以保证整个建筑物的稳定性和安全性。
在这种情况下,杠杆平衡条件可以用来计算建筑物各个部分所受的力和应力,从而保证整个建筑物的结构稳定。
杠杆平衡条件还可以应用于机器人、汽车、航空器等各种机器的设计和控制中。
这些机器都需要保持平衡状态,以便能够正常工作。
在这种情况下,杠杆平衡条件可以用来计算机器各个部分所受的力和应力,从而保证整个机器的稳定性和安全性。
杠杆平衡条件是力学中一个非常重要的概念,它在各个领域都有广泛的应用。
通过对杠杆平衡条件的理解和掌握,人们可以更好地理解和解决各种实际问题,从而推动科学技术的发展和进步。
杠杆平衡条件的应用
确定杠杆的支点位置:根据杠杆的平衡条件,支点位置应位于杠杆的中点或重心位置。
判断杠杆是否平衡
确定杠杆的支点、动力和阻力
计算动力和阻力的力矩
调整动力或阻力,使杠杆达到平衡状态
利用杠杆平衡条件解决实际问题,如机械设计、建筑结构等
机械设计中的杠杆平衡:如机械臂、起重机等设备的设计
船舶设计中的杠杆平衡:如船舶、潜艇等设备的设计
物理学:杠杆原理在力学中的应用,如滑轮、杠杆等
工程学:杠杆原理在建筑、机械设计中的应用,如桥梁、起重机等
生物学:杠杆原理在生物体结构中的应用,如骨骼、肌肉等
经济学:杠杆原理在金融、投资等领域的应用,如贷款、股票等
汇报人:XX
杠杆平衡条件还可以帮助我们理解和分析其他物理现象,例如天平、跷跷板等。
杠杆平衡条件在实际生活中有很多应用,例如撬动重物、使用剪刀等。
杠杆平衡条件可以帮助我们理解和分析杠杆系统的工作原理。
杠杆平衡条件是物理学中的一个基本原理,它描述了力与力臂之间的关系。
杠杆平衡条件:F1*L1 = F2*L2
F1和F2分别表示作用在杠杆两端的力
航天设计中的杠杆平衡:如航天器、卫星等设备的设计
建筑设计中的杠杆平衡:如桥梁、高楼等建筑的设计
力学:杠杆平衡条件在力学中的广泛应用,如力矩、力偶等
工程学:杠杆平衡条件在工程学中的应用,如桥梁、建筑等
天文学:杠杆平衡条件在天文学中的应用,如天体运动、宇宙飞船等
机械设计:杠杆平衡条件在机械设计中的应用,如齿轮、链条等
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实验结果:杠杆两侧的力矩和力臂杠杆平衡条件
证明方法四:利用牛顿第三定律,推导出杠杆平衡条件
证明方法二:利用能量守恒原理,推导出杠杆平衡条件
专题 杠杆平衡应用
专题杠杆平衡条件的应用一、知识点1、杠杆的五要素,,,,。
2、杠杆的平衡状态:静止状态或匀速转动运动状态。
杠杆的平衡条件:二、应用1、定量计算1、一位体重为500牛的同学在做俯卧撑,如上中图所示,A点为重心,则地面对他双手的作用力大小和方向分别是_ ____和_________。
2、如图所示,质量不计的光滑木板AB长1.6m,可绕固定点O转动,离O点0.4m的B端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。
然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。
(取g=10N/kg,绳的重力不计)2、定性分析①杠杆再平衡问题1、如下左图所示,杠杆处于平衡状态,若将左边A处的砝码移至C处,要使杠杆重新恢复平衡,必须( )A 将B处的砝码移至D处B 将B处增加一个同样的砝码C 将B处砝码移至D处后去掉一个砝码 D、将B处砝码去掉一个2、一个已经平衡的杠杆,两端挂有40N和50N的重物,当将两边同时都增挂5N重物时,杠杆应()A 仍平衡B 挂40N的一端下沉C 挂50N的一端下沉 D无法判断②杠杆力臂和力的大小变化问题1、有一把均匀的木尺,在上端钻有一小孔,挂在钉子A上,如上中图所示,它可以在竖直平面内以A点为轴摆动。
现从静止开始,在木尺的另一端B点处施加一个水平向右的作用力F,使木尺缓慢地向右偏转,到图中虚线位置,在这一过程中,木尺的重力对A点的力臂逐渐变_____,水平力F的大小逐渐变____。
2、如图所示,轻质杠杆的支点为O,在杠杆的A点始终作用竖直向上的力F ,将重为G的物体匀速提升,则力F的大小()A 逐步变大B 逐步变小C 始终不变D 先变小,后变大,杠杆在水平位置上下最小三、综合应用1、如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,A点处挂上一重物,B点用弹簧秤竖直向上拉着,杠杆正好在水平位置上平衡,若弹簧秤示数为9牛,则物体重力为_________牛。
杠杆平衡的应用
动力臂L1
F1
∴F1 = F2
F2
这是等臂杠杆
等臂杠杆不省力,也不省距离
杠杆类型 杠杆特点 杠杆优点 • 杠杆缺L1ຫໍສະໝຸດ L2陷F1<F2
省力杠杆 (动力<阻力)
省力
费距离
L1<L2
F1>F2
省距离
费力杠杆 (动力>阻力)
费力
L1=L2 F1=F2
等臂杠杆 (动力=阻力)
既不省力也不省距离
应用
它们是什么杠杆?
重600N和200N旳货品,问:人肩应挑在离前端
多远处才干使扁担平衡?
L=1.8m
分析:人肩挑处是 扁担旳支点O,前 后两货品旳重分别 为动力和阻力,要 求旳肩处离前端旳
距离是动力臂。
L1 O L2
F1=G1=600N F2=G2=200N
已知:L = 1.8m F1= 600N F2=200N
求 :L1=? 解 :根据L1+L2=1.8m得出
15。如图所示,质量能够忽视不计旳直杆OA长 为L,它能绕光滑旳固定轴O转动,在杆上距
O点L/3旳B处挂一种重为150牛旳物体,并 在杆旳A端作用竖直向上旳力F,当杆静止时, F=50N牛。若在力F作用下,使物体慢慢提 高了0.1米,则力F所做旳功为 15J
4。如图:有一根粗细均匀旳1m 长旳木棒放 在墙角,垂直作用在木棒上旳力F使木棒与 地面成600旳角,已知木棒重力为G,求F 旳大小?
它们是什么杠杆?
使用时哪把最省力? 哪把最费力?
哪种剪纸措施省力? 哪种剪纸措施省距离? 什么时候采用哪种剪纸措施?
杠杆旳应用
一、省力杠杆(动力<阻力)——动力臂>阻力臂 二、费力杠杆(动力>阻力)——动力臂<阻力臂 三、等臂杠杆(动力=阻力)——动力臂=阻力臂
杠杆平衡条件及其应用
杠杆平衡条件及其应用科学(浙教版)九年级上册第三章第3节教学目标知识与技能:了解杠杆的平衡状态,会用简单的实验来研究杠杆的平衡条件;能够根据实验数据得出杠杆的平衡条件的数学表达式。
并进一步理解杠杆平衡的条件,会判断杠杆的类型,知道杠杆使用过程中能量的转化过程过程与方法:通过实验来研究,并结合日常生活实例进行分析,从而得出结论。
结合日常生活中的实例,分析杠杆类型。
情感、态度、价值观:学会从实验中探索、归纳、培养动手能力,体验探究较为复杂规律的过程与方法。
知道不同类型杠杆的不同用途。
教学重点杠杆平衡条件的研究杠杆类型的判断教学难点杠杆平衡条件的研究能用杠杆平衡条件解释简单的问题实验器材杠杆和它的支架、钩码、尺、线、弹簧测力计等教学设计本节课的内容是在学生已经了解了杠杆的基本结构和杠杆五要素的基础上,让学生在动手实验过程中找出杠杆平衡条件,并将该规律应用于生活中,解释一些简单的问题,并能对杠杆进行分类,以培养学生的实验能力和分析能力;引导学生在探究过程中寻找答案,获得知识;教学过程中设计分组实验的环节,目的是倡导学生主动参与,乐于探究,勤于动手,并进一步掌握杠杆平衡条件,通过自己的亲身体验知道杠杆省力或费力的原因,达到理论联系实际,让科学走向生活的目的。
教学过程(一)新课导入你会用杠杆了吗?你知道杠杆在什么条件下会平衡吗?引出课题《杠杆平衡条件及其应用》。
(出示PPT1)(二)探求新知师:什么是杠杆平衡呢?生:……师:杠杆的平衡是指杠杆在动力和阻力的作用下,保持静止状态或匀速转动状态,我们就说杠杆处于平衡。
(出示PPT2)师:静止状态指杠杆静止在水平位置或静止在其他任何位置。
例:某一杠杆在动力和阻力作用下处于平衡,则此杠杆可能保持静止,可能处于匀速转动状态。
过渡:杠杆平衡需要什么样的条件?一、探究杠杆的平衡条件(教师演示)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?分组实验:1器材:杠杆、支架、直尺、钩码、细线、弹簧测力计(弹簧秤)。
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专题二杠杆平衡条件的应用
一、复习目标
1.复习杠杆的平衡条件,总结归类常见题目类型。
2.培养学生利用杠杆平衡条件解决实际问题的能力。
二、知识储备
1.杠杆的平衡条件是指杠杆处于________或________状态,杠杆的平衡条件是:_________________________________.
2.力臂是指从_______________的距离;当____到_______的距离作力臂时,此时力臂最大。
3.杠杆可分为:①_____________特点________________②___________特点
____________③__________特点____________
三、常见题目类型分析
(一)杠杆的再平衡问题
例1、如图1所示,杠杆平衡,下列做法仍能使杠杆平衡的是()
A.两边钩码各向外移动一格
B.左边增加一个钩码,右边向外移动一格
C.左右两边的钩码各减少一个
D.左右两边的钩码各增加为原来的两倍。
例2、杠杆两端各挂一个重力不相等的实心铁块G
A 、G
B
,并且G
A
>G
B
,杠杆恰好平衡,
如果把G
A 、G
B
都浸没在水中,不移动支点的位置,杠杆能否继续保持平衡?
练习:
1.用一根细棉线把一段直铁丝吊起来,让铁丝能在水平位置平衡,再将棉线右边的铁丝对折一下,铁丝还能在水平位置平衡吗?
2.杠杆左右两端分别挂有20N及30N的重物,杠杆在水平位置平衡.若使两端都减少5N,则()
A.左端下沉B.右端下沉C.仍保持平衡D.以上说法都不对
3.一杠杆左右两端挂有质量不等的铜块和铁块,杠杆处于平衡,现将两铜块和铁块同时浸入水中,则杠杆将()A.顺时针转动B.逆时针转动C.保持平衡D.无法判断。
(二)最大力臂问题
例3、如图2所示,要想将重500N,半径为0.5m的车轮滚上高为20cm的台阶,其所用的最小力应是_______________N.
练习
请在图3中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F。
(要求保留作图痕迹)
(三)力的大小变化问题:
例4、如图4所示的杠杆正处于平衡状态,现将弹簧秤改为沿斜上方用力拉,要使这个杠杆仍保持平衡,弹簧秤的示数将()
A.增大B.不变C.减小D.无法判定
练习
如图5所示:用一始终垂直于杠杆的力把杠杆的一端抬起,则作用在杠杆末端的力F 大小的变化情况是()
A.变大B.变小C.不变D.先变大,后变小
(三)杠杆平衡条件应用综合题:
例5、如图6所示,金属块M静置于水平地面上时,对地面的压强为5.4×105帕,轻质杠杆AB的支点为O,OA:OB=5:3,在杠杆的B端用轻绳与金属连接(如图4所示)。
若在杠杆的A端悬挂质量为m=4千克的物体时,杠杆在水平位置平衡。
此时金属块对地面的压强为1.8×105帕。
若要使金属块离开地面,那么,杠杆A端所挂物体的质量至少应为多少?
O 图1
图2
图3图4
图5
练习:
图7为冷水自控装置,小水箱与锅炉相连,当杠杆呈水平状态时,浮球一半体积浸入水中,塞子B刚好顶住自来水进口。
测得浮球体积500厘米3,OC=25厘米,OD=1厘米,水管横截面积为1厘米2,由此算出自来水压强多大?(不计杠杆、连杆、塞子、浮球质量)
四、达标测试题
1.用如图8所示的杠杆提升重物,设作用在A端的力F始终竖直
向下,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中,F的大小将()
A.保持不变B.逐渐变小
C.逐渐变大D.先变大,后变小
2.利用如图9所示的装置估测物G的重,当杠杆平衡时,已知力F
大小为5牛,则物G的重()
A.大于5牛B.小于5牛C.等于5牛D.无法确定
3.用不等臂天平称质量为4g的物体,先放在右盘中称,再放左盘中称,记下两次的结果,则其记录值可能为()
A.2g6g B.4g1g C.10g6g D.3.2g5g
4.如图6所示,杠杆可绕O点转动,已知OA=BC=20厘米,AB=30厘米,B点悬挂一重物G,在C点施10N的力,使轻杆在图示位置平衡。
问:在B处最多能吊起多重的物体?
5.如图14所示,杠杆可绕O点转动,已知OA=BC=20厘米,AB=30厘米,B点悬挂一重物G,在C点施10N的力,使轻杆在图示位置平衡。
问:在B处最多能吊起多重的物体?
6.小东想估测出某种油的密度ρ
油
,他手边的测量工具只有刻度尺。
小东利用身边的器材设计出一个实验方案。
首先找一根直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E,如
图16所示。
下面是小东测出ρ
油
的部分实验步骤,请你按照小东的实验思路,将实验步骤补充完整。
(1)用刻度尺测出OE的长度L
o
(2)把金属块B浸没在油中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡
(3)
(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ
油
的表达式为:。
图6
图7
图8
图9图20
O A
图16。