八年级物理全册 第十章 第一节 科学探究：杠杆的平衡条件（第2课时杠杆及平衡条件）课件 （新版）沪科

第二课时杠杆的运用体验三种杠杆活动:用手抓住杠杆的不同点撬石头。(1)木棒在使用过程中(选填“是”或“不是”)杠杆。(2)甲、乙、丙三种杠杆的动力臂(选填“相同”或“不同”),图更省力。提示:(1)是(2)不同甲1.杠杆在古代有哪些运用?2.杠杆可分为哪三类?力臂之间有什么关系?在生活中有哪些应用?探究杠杆的分类结合“体验”,思考以下问题:1.请画出图中的动力臂和阻力臂。参考答案:2.请把表格补充完整。力臂力特点杠杆种类甲l1l2F1F2省力费距离______乙l1l2F1F2费力省距离______丙l1=l2F1F2不省力也不费力______提示:依据杠杆的平衡条件可知,甲中杠杆的动力臂大于阻力臂,故动力小于阻力,省力;乙中杠杆的动力臂小于阻力臂,故动力大于阻力,费力;丙中杠杆的动力臂等于阻力臂,故动力等于阻力,既不省力也不费力。参考答案:力臂力特点杠杆种类甲l1l2F1F2省力费距离省力杠杆乙l1l2F1F2费力省距离费力杠杆丙l1=l2F1=F2不省力也不费力等臂杠杆3.生活中还有哪些省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆?请列举几例。参考答案:省力杠杆:撬棍、扳手、钳子、拔钉器、开瓶器、铁皮剪刀、钢丝钳等。费力杠杆:镊子、钓鱼竿、理发用的剪刀、筷子、火钳、划桨等。等臂杠杆:天平。杠杆的分类物理量杠杆力臂力特点应用举例省力杠杆l1__l2F1__F2省力费距离撬棒费力杠杆l1__l2F1F2___________船桨等臂杠杆l1__l2F1=F2不省力也不费力天平费力省距离=【拓展延伸】人体中的杠杆(1)人的头颅——等臂杠杆:点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用,杠杆的支点在脊柱顶端,支点前后各有肌肉,头颅的重力是阻力。支点前后的肌肉所用的力是动力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩,有的拉长,完成低头、仰头动作。(2)人的手臂——费力杠杆:人的手臂绕肘关节转动,可以看成是由肌肉和手臂骨骼组成的杠杆在转动。肘关节是支点,肱二头肌肉所用的力是动力,手拿的重物的重力是阻力,显然我们的前臂是一种费力杠杆,举起一个重物,肌肉要花费约6倍以上的力气。虽然费力,但是可以省距离(少移动距离),提高工作效率。(3)走路时的脚——省力杠杆:我们走路抬起脚时,脚就是一个杠杆。脚掌根是支点,人体的重力就是阻力,腿肚肌肉产生的拉力就是动力。考点1杠杆种类的判断【典例1】(2013·菏泽中考)如图所示,下列工具的使用中,属于费力杠杆的是()【思路导引】【精讲精析】选A。本题考查杠杆的分类。根据杠杆的平衡条件,如果动力臂大于阻力臂,杠杆是省力杠杆;如果阻力臂比动力臂长,即为费力杠杆。题中镊子的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,其他几个都是省力杠杆,所以选A。【方法归纳】判断杠杆种类的方法(1)根据力臂大小关系:对于较为复杂的杠杆,在图上找到支点、动力、阻力,然后画出动力臂和阻力臂并比较力臂的大小。(2)根据杠杆在生活中的实际应用情况:在生活中使用杠杆的目的是不同的,为了省力,则该杠杆是省力杠杆,为了省距离,则该杠杆是费力杠杆,既不省力又不费力的则是等臂杠杆。考点2杠杆最小动力的画法【典例2】(2013·重庆中考)如图所示,请在A点画出能使杠杆OA在图示位置保持平衡的最小拉力的示意图。【思路导引】【精讲精析】该题中物体的重力不变,即阻力不变,且阻力臂不变,故要想使得A端的动力最小,即要求此时的动力臂最大,即以该段杠杆的长度为力臂时动力臂最大,故过A点作垂直于OA的斜向上的作用力(即最小拉力)即可。答案:如图所示:【方法归纳】求最大动力臂或最小动力的方法由F1l1=F2l2知,当阻力、阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。动力臂最长时,动力最小。要求最小动力,必须先求最大动力臂。(1)求最大动力臂①动力作用点确定时:支点到动力作用点的线段长即为最大动力臂。②动力作用点没有确定时:找杠杆上离支点最远的点,这一点到支点的距离即为最大动力臂。(2)求最小动力①作出最大动力臂。②过动力作用点作最大动力臂的垂线,根据实际情况确定动力方向。1.用如图所示的撬棒撬起一块石头时,这根撬棒属于的杠杆类型是()A.省力杠杆B.费力杠杆C.等臂杠杆D.无法判断【解析】选A。本题考查杠杆的分类。利用杠杆撬石头时,动力臂大于阻力臂,则由F1l1=F2l2和l1l2知,F1F2则它是省力杠杆。2.(2013·河北中考)如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是()A.①②B.②③C.②④D.③④【解析】选C。本题考查简单机械的知识。动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。核桃夹和手推车动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,船桨和碗夹动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。3.(2013·乌鲁木齐中考)下列几种工具,使用时属于费力杠杆的是()A.测量质量的天平B.剪铁皮的剪刀C.撬铁钉的锤子D.夹取食物的筷子【解析】选D。天平的动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;剪铁皮的剪刀的手柄比较长,在使用过程中动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;撬铁钉的锤子在使用过程中是动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。4.省力杠杆的动力臂(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力臂。【解析】根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,当l1l2时,F1F2为省力杠杆。答案:大于5.(2013·无锡中考)如图所示是我们常用的指甲剪,使用时,通常把手放在(选填“A”或“B”)点,锉刀上刻有花纹是为了增大。【解析】本题考查杠杆和增大摩擦力的方法。使用杠杆时,在阻力和阻力臂一定的情况下,为了省力,应增大动力臂;通过增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力。答案:B摩擦力6.(2012·宿迁中考)利用杠杆投掷石球,如图,作用在A点的力沿时最小。已知石球重100N,OA∶OB=1∶4,则作用在A点力的最小值为(不计杠杆自重及摩擦)。【解析】根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,在石球重力和力臂保持一定的情况下,作用力的力臂越大,作用力越小,则沿b方向的力最小;因为OA∶OB=1∶4,则Fb=4G=400N。答案:b400N7.如图是用螺丝刀撬起图钉的示意图,O为支点,A为动力作用点,F2为阻力。请在图中画出阻力F2的力臂l2及作用在A点的最小动力F1的示意图。【解析】力臂的作法是沿力的方向画出力的作用线,从支点作力的作用线的垂线,即为该力的力臂;力最小时,力臂最大,此时需要将OA段杠杆当做力臂,即从A点作垂直于杠杆向下的力。答案:找找你容易错在哪里？在如图所示的A、B、C三点中,支点是点,动力作用点是点,阻力作用点是点,铁锨是杠杆。【学生自答】BCA省力【教师点评】①阻力作用点判断正确。②支点和动力作用点判断错误:在铁锨的使用中,人的右手用力上抬,使铁锨抬起来。由此可见,人的左手充当支点,右手给杠杆提供动力,所以B点是动力作用点,C点是支点。③杠杆类型判断错误:支点没有选对,会造成杠杆类型判断错误,铁锨应为费力杠杆【正确答案】CBA费力