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1、
專題復(fù)習(xí) 杠桿與簡單機(jī)械
O
F1
l1
l2
F2
一、杠桿:定義:在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒。
1、 五要素——組成杠桿示意圖
①支點②動力③阻力④動力臂,從支點到動力作用線的距離;
⑤阻力臂,從支點到阻力作用線的距離;
2、畫力臂方法:⑴ 找支點O;⑵ 畫動力和阻力(實線),如果需要延長力的作用線(虛線);
⑶ 畫力臂(虛線,過支點垂直力的作用線作垂線);⑷ 標(biāo)力臂(大括號)。
3、研究杠桿的平衡條件:杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動;動力動力臂=阻力阻力臂;F1l1=F2l2
4、杠桿應(yīng)用
名稱
結(jié) 構(gòu)特 征
特 點
應(yīng)用舉例
省力杠桿
動力臂大于阻
2、力臂
省力、費(fèi)距離
撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗
費(fèi)力杠桿
動力臂小于阻力臂
費(fèi)力、省距離
縫紉機(jī)踏板、理發(fā)剪刀、釣魚桿
等臂杠桿
動力臂等于阻力臂
不省力不費(fèi)力
天平,定滑輪
杠桿平衡問題:
實驗注意事項:實驗前,應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在水平位置平衡。(杠桿平衡時動力最小問題)
O
1、某同學(xué)在做單臂俯臥撐運(yùn)動,如圖所示。他的重心在A點,所受重力為520N,他將身體撐起處于平衡狀態(tài)時,地面對手的支持力為 N。
2、要使杠桿處于平衡狀態(tài),在A點分別作用的四個力中,最小的是( )
A.F1 B.F2 C
3、.F3 D.F4
O
A
F1
F2
F3
F4
2題圖 3題圖
3、如圖所示是一彎曲的杠桿,O是支點,OB=CA=4 cm,OC=3 cm。在B點掛一重物G=10 N,在A點加一力,要使杠桿平衡,力F最小值為多大?
=
12、利用釣魚竿釣魚的示意圖如圖所示,O為支點,F(xiàn)1是手對魚竿的作用力,請畫出:
13、怎樣調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿平衡?
圖12-24
4、1.作用在杠桿上的動力為50N,阻力為600N,杠桿恰好平衡,則杠桿的動力臂和阻力臂之比為 。(題型四)
2.如圖12-24所示,杠桿每小格的長度相等,質(zhì)量不計,以O為支點.杠桿的左端掛有物體M,支點右邊的A處掛鉤碼,杠桿平衡.若將支點移到B點,要使杠桿重新平衡,在A點應(yīng)掛 個相同的鉤碼。 (題型三)
圖12-25
3.如圖12-25所示,AB為一根質(zhì)量不計的細(xì)棒,用繩在O處吊起,當(dāng)A、B兩端分別掛兩個重物甲、乙時恰好平衡.若OA=0.8m,OB=0.4m,甲的質(zhì)量為10kg,則乙的質(zhì)量為 kg.(題型四)
4.下列工具中,屬于省力杠桿的是 ( ) (題
5、型四)
A.夾郵票用的鑷子
B.理發(fā)師修剪頭發(fā)用的剪刀
C.剪鐵絲用的鋼絲鉗 D.釣魚用的魚竿
5.如圖12-26所示的杠桿中,動力的力臂用L表示,圖中所畫力臂正確的是( )(題型一)
圖12-26
6.在圖12-27中畫出力F1和F2 的力臂.(題型一)
圖12-28
7.如圖12-28,工人師傅用吊車搬運(yùn)集裝箱.集裝箱重G =2104N,支撐桿對吊車臂的支持力為F.在圖中畫出集裝箱所受重力的示意圖和支持力F對轉(zhuǎn)動點O的力臂.
(題型一)
圖12-27
圖12-29
8.工人剪鐵皮時,有時用兩根鐵
6、管套在剪刀柄上(如圖12-29),這是什么道理?(題型四)
9.在研究“杠桿的平衡條件”實驗中,有一組同學(xué)猜想杠桿的平衡條件可能是“動力+動力臂=阻力+阻力臂”。他們經(jīng)過實驗,獲得了下述數(shù)據(jù):
動力F1/N
動力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
4
5
5
4
于是,他們認(rèn)為自己的猜想得到了驗證。你認(rèn)為他們的實驗過程存在什么問題?
(題型三)
圖12-30
10.圖12-30中,OB為輕質(zhì)杠桿,OA=60cm,AB=20cm。在杠桿的B端掛一個所受重力為60N的重物,要使杠桿在水平位置上平衡,在A點加一個多大的豎直向上的拉力?
(題型四)
綜合提高
7、訓(xùn)練
1.如圖12-31所示,AOB為一輕質(zhì)杠桿(杠桿自重忽略不計),O為支點,OA=OB,在杠桿的B端掛一重20N的重物,要使杠桿平衡,則在A端施加的力F至少為 N。
(題型四)
2.人體內(nèi)也存在三種類型的杠桿,即省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿.跺腳時要靠腓腸肌收縮,骨骼和腓腸肌狀況如圖12-32所示.踮著的腳可以看作是 杠桿(填類型).(題型四)
圖12-31 圖12-32 圖12-33
3.如圖12-33所示,重力不計的杠桿OA,O為支點,在拉力 F和重力
8、為 30N的重物P的作用下,恰在水平位置平衡。已知OA=80cm,AB=20cm,杠桿與轉(zhuǎn)動軸間的摩擦忽略不計。那么拉力F的力臂 L=________cm,拉力的大小F=_________N。(題型四)
4.杠桿在我國古代就有了許多巧妙的應(yīng)用。護(hù)城河上安裝使用的吊橋就是一個杠桿,由圖12-34可知它的支點是 點(填“A”、B”或“C”),在勻速拉起時,它屬于一個______杠桿(填“省力”或“費(fèi)力”),并在圖中畫出動力臂L1。(題型一)
5.如圖12-35所示,杠桿AC(刻度均勻,不計杠桿重)可繞支點O自由轉(zhuǎn)動,在B點掛一重為G的物體。為使杠桿平衡,應(yīng)在杠桿上的________
9、_點施加一個作用力,才能使作用力最小,該最小作用力與物重G的比值是___________。(題型四)
圖12-35
圖12-34
6.如圖12-36所示的兩種情況,OB=AB,物重均為G,兩輕質(zhì)杠桿均平衡.比較F、F的大小,滿足關(guān)系式( ) (題型四)
圖12-36
A.F=F’ B.F=2F’
C.F=1/2F D.F=1/4F
圖12-39
9.如圖12-39所示,AOB為一杠桿,O為支點,杠桿重不計,AO=OB。在杠桿右端A處用細(xì)繩懸掛重為G的物體,當(dāng)AO段處于水平位置時,為保持杠桿平衡,需在B端施加最小的力為F1;當(dāng)BO段在水平位置
10、時保持杠桿平衡,這時在B端施加最小的力為F2,
則( )(題型三)
A.F1F2 C.F1=F2 D.無法比較
10.畫出使杠桿AB在圖12-40所示位置靜止時所用最小力F的作用點和方向。(題型三)
11.如圖12-41所示,用一根硬棒撬一個大石塊,棒的上端A是動力作用點.(1)在圖上標(biāo)出:當(dāng)動力方向向上時,杠桿的支點a當(dāng)動力方向向下時,杠桿的支點b;(2)在圖上畫出撬動石塊動力F為最小時的方向.(題型三)
圖圖12-42
圖12-41
圖12-40
12.某同學(xué)用如圖12-42所示的裝置驗證杠桿的平衡條件.調(diào)節(jié)左邊鉤碼的個數(shù)和懸
11、掛位 置,使杠桿水平平衡時,讀出彈簧秤的示數(shù)F1=2.61N,鉤碼對杠桿的拉力F2=1.96N;測得支點O到這兩個力作用點的距離OA=25cm,OB=20cm,他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件的公式中,發(fā)現(xiàn)FlOA和F2OB并不相等,從而認(rèn)為杠桿的平衡條件不一定是F1L1= F2 L2這個同學(xué)的失誤在什么地方?(題型二)
13.在“研究杠桿平衡條件”的實驗中
(1)把杠桿掛在支架上,實驗前沒有掛鉤碼時,發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾,可將右端螺母向_____邊旋轉(zhuǎn),使杠桿在水平位置平衡(填“左”或“右”)。
圖12-43
(2)實驗中共有6個鉤碼,杠桿上每格距離相等,調(diào)節(jié)好杠桿后,在杠桿左邊離支點
12、2格的A處掛了3個鉤碼,如圖12-43所示,為使杠桿在水平位置平衡,請你在杠桿右邊掛上鉤碼(用一種方法).你的方法是_________。
(3)實驗中改變支點兩側(cè)的鉤碼位置和個數(shù),用同樣的方法一般要做三次,得到三組數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析.這樣做的目的是________。(題型二)
14.學(xué)校組織同學(xué)們到農(nóng)村參加社會實踐活動,小強(qiáng)第一次學(xué)習(xí)挑擔(dān)子,他做了以下兩次試驗,請你根據(jù)各小題后的要求作答。
(1)他先在扁擔(dān)的兩端各掛上50N的重物,擔(dān)子很快就被平穩(wěn)地挑起來。這時他的肩膀應(yīng)放在扁擔(dān)的什么位置(只要回答,不要分析)?
圖12-44
(2)接著,他又在扁擔(dān)的A端加上50N的重物,如圖12-44所示, 但他掌握不好擔(dān)子的平衡。請你用杠桿平衡知識,幫助他計算出肩膀應(yīng)距B端多遠(yuǎn),擔(dān)子才能重新水平