简单机械-杠杆基础知识精讲年级:九年级科目:科学类型:同步制作人:王要【知识新授】:杠杆一、杠杆(1)杠杆①定义:一根硬棒,在力的作用下如果能够绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
②杠杆五要素:支点O:杠杆绕着转动的点;动力F1:使杠杆转动的力;阻力F2:阻碍杠杆转动的力;动力臂l1:支点到动力作用线的距离;阻力臂l2:支点到阻力作用线的距离。
(2)杠杆的平衡条件①杠杆平衡:当有两个力或几个力作用在杠杆上,若杠杆保持静止或匀速转动,则杠杆平衡。
②平衡条件:动力×动力臂＝阻力×阻力臂即F1L1=F2L2(3)杠杆的分类种类力臂关系力的关系特点应用举例省力杠杆费力杠杆等臂杠杆1、器材:杠杆与它的支架,钩码、尺、线。
2、实验操作步骤。
①如图,将杠杆的支点支在支架上,调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置处于平衡状态。
思考:为什么杠杆要处于水平位置平衡?②在杠杆的两边分别挂上不同数量的钩码,在杠杆上左右移动悬挂的位置,直到杠杆再次达到水平位置处于平衡状态。
③用直尺量出动力臂L1、阻力臂L2,填入表内。
④改变力与力臂的大小,重复上述实验4次,将有关数据填入表内。
分析综合上述各组数据,得出结论: F1L1=F2L2(5)注意:①杠杆可以就是直的,也可以就是弯的。
②动力与阻力使杠杆的转动方向刚好相反。
决定杠杆转动的就是力与力臂的乘积大小。
③要使动力最小,必须使动力臂最长(如下两图所示)。
④实际应用中要分清五要素,在列平衡式求解。
【经典例题】【例1】使用杠杆为我们的生活带来方便,下列杠杆的使用能够省距离的就是()A、开瓶器 B.镊子C、钳子 D.自行车手闸参考答案:B【解析】:A、开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,就是省力杠杆,但费距离;B、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,就是费力杠杆,但省距离;C、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,就是省力杠杆,但费距离;D、自行车手闸在使用过程中,动力臂大于阻力臂,就是省力杠杆,但费距离;故选B.【例2】如图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于费力杠杆的就是()羊角锤 B.筷子C、启瓶器 D.独轮车参考答案:B【解析】:A、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,就是省力杠杆,不符合题意.B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,就是费力杠杆,符合题意.C、启瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,就是省力杠杆,不符合题意.D、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,就是省力杠杆,不符合题意.故选B.【例3】如图为用瓶起开启瓶盖的情景,关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的就是()A. B. C. D.参考答案:D【解析】:在使用瓶起时,支点在最前端,而AB的支点搞错,所以错误;动力F1方向向上,而阻力F2方向向下,所以C错误、D正确.故选D.三.作图题(共5小题)【例4】按照题目要求作图,如图,举着哑铃的前臂骨骼可瞧成杠杆,画出动力F1的示意图及阻力F2的力臂L2.参考答案:如下图【解析】:当手握哑铃向上曲肘时,若把前臂瞧成杠杆,支点在肘关节的O位置,肱二头肌收缩抬起前臂就是动力F1,方向斜向上;哑铃作用在手上产生的力就是阻力,从支点向F2做垂线段,得到F2的力臂L2.如图所示:【例5】如图为吊车起吊货物的工作示意图,请在图中画出动力、阻力与阻力臂.参考答案:如下图【解析】:由图知,吊车起吊货物时,O就是支点,撑杆施加的就是动力F1,方向与吊臂垂直;货物施加的就是阻力F2,方向竖直向下;从支点到阻力作用线的垂线段就是阻力臂L2.如图所示:.【例6】如图所示,杠杆处在平衡状态,请在图中画出动力F1与阻力臂L2.参考答案:如下图【解析】:从支点O作F2作用线的垂线段就就是F2的力臂L2;过动力臂L1的末端作垂直于动力臂的作用力F1,与杠杆的交点为力的作用点,为使杠杆平衡,动力的方向应斜向下,如图所示:.【例7】如图用羊角锤拔钉子时把羊角锤瞧作杠杆,O为支点,画出在A点施加的最小力F的示意图及其力臂L.参考答案:如下图【解析】:由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,当动力臂最大时,动力最小,即最省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可.如图所示:【例8】画出使杠杆AOBCD在如图所示位置静止时所用最小力F的作用点与方向.参考答案:如下图【解析】:由图知,O为支点,则以OD为动力臂最长,所以用力方向与OD垂直向下,最省力,如图所示:【例9】“节约用水,人人有责”.如图甲就是用水后及时关闭水龙头时的情景,水龙头手柄瞧作就是一个杠杆,请您在图乙所示的示意图中画出阻力臂L2,并画出施加在A点的最小动力F1及其力臂L1.参考答案:作图如下【解析】:过O点作阻力F2的垂线,即为阻力F2对支点O的力臂L2;动力最小,即动力臂最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下,连接支点O与A点,过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,OA即为动力臂L1,如下图所示..【知识点拓展】投石机中国的投石器最早出现于战国时期,用人力在远离投石器的地方一齐牵拉连在横杆上的梢(炮梢,架在木架上,一头用绳索栓住容纳石弹的皮套,另一头系以许多条绳索,方便人力拉拽)将石弹抛出,分单梢与多梢。
最多的有十三梢,最多需500人施放。
唐至德二年(757年),正值安史之乱时期,史思明、蔡希德发兵十万进攻太原,太原守将李光弼曾使用投石机击毙安史叛军十分之二三。
北宋开宝八年(975年),宋朝在攻灭南唐时使用了“火炮”。
这就是一种使用可燃烧弹丸的投石机。
北宋政府在建康府(今江苏南京)、江陵府(今湖北江陵)等城市建立了火药制坊,制造了火药箭,火炮等以燃烧性能为主的武器,宋敏求在《东京记》载,京城开封有制造火药的工厂,叫“火药窑子作”。
这时的弹丸已可爆炸,声如霹雳,故称之“霹雳炮”。
靖康元年(1126年),金入围攻汴京,李纲在守城时曾用霹雳炮击退金兵,“夜发霹雳炮以击贼,军皆惊呼”。
南宋初年,右正议大夫陈规著《守城机要》,其中对投石机(炮)有详细阐述。
南宋绍兴三十一年(1161年),宋军已经将霹雳炮装备在水师舰船上。
金海陵王完颜亮撕毁《绍兴与议》伐宋时,虞允文在采石矶反击金军渡江,“舟中忽放一霹雳炮,盖以纸为之,……自空而下,……其声如雷,纸裂而石灰散为烟雾,眯其人马之目,人物不相见。
……逐大败之”。
后来蒙古南侵之时,金军也学会类似的方法抗蒙。
蒙古军队则从波斯人那里学来“回回炮”“襄阳炮”,即“平衡重锤投石机”,又称“配重式投石机”。
用绞盘升起重物,靠重物下坠的势能转化动能把杠杆另一头的炮弹射出。
其平衡重锤重量通常在4到10吨左右,以致整个投石机形体庞大。
《元史·阿里海牙传》载:“会有西域人亦思马因献新炮法,因以其人来军中。
”“机发,声震天地,所击无不摧陷,入地七尺”。
到了14世纪中期,有的抛机竟能抛射将近1000磅重的弹体。
威力巨大。
精练年级:九年级科目:科学类型:同步知识点:杠杆基础知识难度:基础总题量:15 预估总时间:30min一.选择题(共2小题)1.下列关于杠杆的说法正确的就是()A.杠杆必须就是一根直棒B.杠杆的支点一定在杠杆的中间C.杠杆可以就是直的,也可以就是弯曲的D.所谓动力、阻力都就是杠杆给其它物体的力参考答案:C【解析】A、C、杠杆就是一根能够承受力的硬棒,可以就是直的,也可以就是弯的.选项A错误,选项C正确;B、杠杆的支点可以在两个力之间,但不一定就是杠杆的中点,也可以在杠杆的一端.此选项错误;D、使杠杆转动的力叫动力,阻碍杠杆转动的力叫阻力.动力、阻力都就是杠杆受到的力.此选项错误.故选C.2.关于杠杆的下列说法正确的就是()A.从动力作用点到支点的距离叫做动力臂B.力臂不一定在杠杆上C.与杠杆垂直作用的力最大D.杠杆越长,用起来越省力参考答案:B【解析】A、从支点到动力作用线的距离叫做动力臂,故A错误;B、因为力臂就是支点到力作用线的距离,故力臂不一定在杠杆上,故B正确;C、作用在杠杆上的力大小取决于对应力臂大小,故C错误;D、根据杠杆平衡条件可知,当阻力与阻力臂乘积一定时,动力臂越长越省力,故D 错误.故选:B二.填空题(共6小题)3.如图就是工人经常使用的铁锹,如果把铁锹当作费力杠杆,则支点就是点,动力作用点就是点.参考答案:C;B.【解析】如图并结合生活经验可知:若把铁锹瞧作就是费力杠杆时,C点就是支点,B 点就是动力作用点.4.如图就是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,可把点瞧作支点,此时夹子可近似瞧作杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”).参考答案:B;等臂.【解析】当用力摁住C点打开该夹子时,AC就是围绕B点转动的,故B为支点;由于AB=BC,故动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆.5.如图所示,杠杆的支点就是,动力F1的力臂就是,它就是一个杠杆.参考答案:O;OC;省力.【解析】如图所示,杠杆的支点就是O,动力F1的力臂就是支点到动力作用线的距离,即OC;动力F2力臂就是支点到阻力作用线的距离,即OD;由于OC＞OD,所以它就是一个省力杠杆.6.如图所示,就是一种指甲刀的结构示意图,其中ABC就是一个杠杆(填“省力”或“费力”),支点就是点,ABC上有粗糙的花纹,就是为了摩擦.(填“增大”或“减小”)参考答案:省力,C,增大.【解析】1.由图可知,杠杆ABC在使用过程中,动力臂大于阻力臂,就是省力杠杆,支点为C点.2.ABC上有粗糙的花纹就是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的.7.剪刀就是日常生活中常用的一种工具,它的种类有各种各样的,但其实都就是一对.如图所示的剪刀,您认为剪较硬的物体时,应该使用剪刀;剪纸或布时,应该使用剪刀;修理树枝时,应该使用剪刀.参考答案:杠杆,E,AC,D.【解析】图中各式各样的剪刀都就是杠杆;要用剪刀剪较硬的物体时,需要省力,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀,故选E;剪纸或布时,不用太大的力,因此需要考虑省距离,但费力,故选动力臂小于阻力臂的剪刀AC;修理树枝时,需要选择省力的剪刀,但不需要费太多力气,因此选择剪刀D来进行修理树枝.8.有以下几种简单机械:①面包夹;②天平;③瓶盖起子;④火钳;⑤撬棒;⑥理发剪刀;⑦羊角锤;⑧手动抽水机;⑨筷子.其中属于省力杠杆的有,属于费力杠杆的有,属于等臂杠杆的有.(填序号)参考答案:③⑤⑦⑧,①④⑥⑨,②.【解析】我们在使用瓶盖起子、撬棒、羊角锤、手动抽水机时都就是为了省力,并且在使用的过程中都就是动力臂大于阻力臂,所以它们都就是省力杠杆;我们在使用面包夹、火钳、理发剪刀、筷子时都就是为了省距离,并且在使用的过程中都就是动力臂小于阻力臂,所以它们都就是费力杠杆;天平就是典型的等臂杠杆,它的动力臂等于阻力臂.9.钓鱼时,钓鱼竿可瞧成一根杠杆,如图,它就是一个杠杆,其支点位于图中的点.要使钓起鱼时省力一些,则钓鱼者两只手之间的距离应一些(填“增大”或“减小”).参考答案:费力;A;增大.【解析】由图可知,对于钓鱼竿这个杠杆来说,它以点A为支点,所以它的动力臂小于阻力臂,就是费力杠杆;在钓鱼时,鱼对杠杆的阻力与阻力臂都不变,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可推得要使F1减小可增大L1,即增大两手之间的距离;三.作图题(共5小题)10.如图所示,O就是杠杆OA的支点.在图中画出拉力F1与F2的力臂L1与L2.参考答案:作图如下【解析】从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就就是力臂.故答案:11.如图所示,重100N的均匀木棒AB在细绳拉力作用下保持静止.请在图甲中画出木棒所受拉力的力臂L及所受重力的示意图.参考答案:作图如下【解析】如图所示:12.分别作出下列杠杆的五要素参考答案:作图如下【解析】将力的作用线延长,从支点向力的作用线引垂线.13.如图就是电工师傅们挖的埋水泥电线杆的坑(坑的宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点),电工师傅们准备将电线杆埋入坑中.水泥电线杆的重心为O,请在图中画出,刚抬起电线杆的最小动力与重力的示意图,并在图中画出动力臂l1与阻力臂l2.参考答案:作图如下【解析】在刚抬起电线杆的细端时,要使用的力最小,需要在A端施加竖直向上力,即为动力F;过重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号G表示;过支点C分别做动力与重力作用线的垂线段,即动力臂l1与阻力臂l2;如下图所示:14、如图所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡,请作出最小的力F的示意图及其力臂L.参考答案:作图如下【解析】根据杠杆平衡的条件可知,力臂越长越省力,因为OB=40cm,BC=30cm,所以OC=50cm,而OA=60cm,故OA作为力臂最长,所以过A点作垂直于OA的有向线段,方向向上,即为最小的力F的示意图.如图所示:15.如图所示,请画出作用于杠杆A端的最小动力F与此时杠杆的支点O.参考答案:作图如下【解析】由图示可知,当杠杆与地面的接触点为支点O时,作用在A点的动力力臂最大,所以此时动力最小,力垂直于杠杆向上,过支点O作最小力的作用线的垂线即为力臂L,如图所示.。