2023年探究杠杆的平衡条件经典超详细导学案含超详细解析答案.pdf

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1、 九年级上册物理复习 导学案 学生：课题 名称 探究杠杆的平衡条件 时间 2021 年 2 月 日 第 课时 课型 新课 课时 3 主备人 张婉 审核人 教学目标：1、知道杠杆五要素，会画杠杆的示意图，理解杠杆的平衡条件并能灵活运用解题 教学重点：探究杠杆的平衡条件；教学难点：关于杠杆的作图；知识网络和知识点：一、1什么是杠杆的平衡状态？杠杆处于_或_。2猜测：杠杆的平衡可能与哪些因素有关?3实验设计 器材：_。测量的物理量：_。讨论：A、B两图中的杠杆处于静止平衡状态，实验时采用哪幅图？为什么？图 A:图 B:_。4实验步骤：1.调节杠杆在水平位置平衡。注意：左右两端平衡螺母都往_处调。2.

2、在杠杆的左侧挂上适量的钩码，用弹簧测力计在杠杆右侧竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，记下弹簧测力计示数 F1，钩码对杠杆的拉力 F2是阻力。3.只改变钩码数量即只改变 F2 或只改变钩码的位置即只改变l2，或只改变弹簧测力计的位置即只改变l1，分别观察弹簧测力计的示数变化，得出三组数据，记录在表格中：测量序号 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 分 析 比 拟 表 中 数 据，得 到 结 论：杠 杆 平 衡 时 满 足 以 下 条 件：_。二、杠杆的应用和分类 由杠杆的平衡条件：F1l1F2l2 变形为=(1)杠杆可分为三类：(2)对于不同类型的杠杆分别举例：(3)作用在杠杆上的最小动

3、力的作图方法求作最小动力问题，就是转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分三种情况：1在动力的作用点明确的情况下，就是以支点到力的作用点的连线作为力臂，这个力臂最长，过力的作用点作力臂的垂线，正确确定力的方向从而作出最小的力；经典例题：易错点例题：例 如下图，在 A 点作出使杠杆平衡的最小力的示意图。例如下图，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A点。请作出拔钉子时所用最小动力 F的示意图。2在动力作用点未明确规定时，首先应找出距支点最远的点作为动力作用点，然后再按1的步骤完成；重点例题：例 下左图中，画出使杠杆 AB 在图示位置静止时所用最小力 F 的作用点和方向。例 下右图中，画出使轻质杠杆

4、保持平衡的最小的力 F 的示意图要求保作图痕迹 例 如图，唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶 请你在图中画出这个力的示意图 3在支点不明确的情况下，首先要通过比拟找出适宜的支点，进而找到动力作用点，再按1的步骤完成。考点例题：例 如下图，用撬棒撬起大石头，向上、向下用力都可以，农民伯伯想用最省力的方法撬起大石头，请你在图中画出这个力的示意图。课堂练习：1作用在杠杆上的动力为 50N，阻力为 600N，杠杆恰好平衡，那么杠杆的动力臂和阻力臂之比为 。题型四 2如图 8-11所示，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以为支点杠杆的左端挂有物体，支点右边的处挂钩码，杠杆平衡假设将支点移到 B 点，

5、要使杠杆重新平衡，在 A点应挂 个相同的钩码。题型三 3如图 8-12 所示，为一根质量不计的细棒，用绳在处吊起，当、两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡假设=0.8m，=0.4m，甲的质量为kg，那么乙的质量为 kg 题型四 4以下工具中，属于省力杠杆的是()题型四 A夹邮票用的镊子 B理发师修剪头发用的剪刀 C剪铁丝用的钢丝钳 D钓鱼用的鱼竿 5如图 8-13所示的杠杆中，动力的力臂用 L 表示，图中所画力臂正确的选项是 题型一 图 8-11 图 8-12 6在图 8-14 中画出力 F1和2 的力臂 题型一 7.如图 8-15,工人师傅用吊车搬运集装箱.集装箱重G=2104N,支撑杆对吊车

6、臂的支持力为F.在图中画出集装箱所受重力的图示和支持力F对转动点O的力臂.题型一 8工人剪铁皮时，有时用两根铁管套在剪刀柄上如图8-16 ，这是什么道理？题型四 9在研究“杠杆的平衡条件实验中，有一组同学猜测杠杆的平衡条件可能是“动力动力臂阻力阻力臂。他们经过实验，获得了下述数据：动力 F1/N 动力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 L2/cm 4 5 5 4 于是，他们认为自己的猜测得到了验证。你认为他们的实验过程存在什么问题？题型三 10图 8-17中，OB 为轻质杠杆，OA=60cm，AB=20cm。在杠杆的 B 端挂一个所受重力为 60N 的重物，要使杠杆在水平位置上平衡，在 A

7、点加一个多大的竖直向上的拉力？题型四 课堂练习答案：1121 25 320 4C 5C 6如图 8-1所示 7如图 8-2所示 8 这样可以增加动力臂的长度，从而更加省力 9 不能只凭一组实验数据得 出图 8-14 图 8-15 图 8-16 图 8-17 图 8-1 图 8-2 结论，必须在屡次实验的根底上通过分析才能得出结论；单位不同的两个物理量不能直接相加 1080N 课后稳固训练：一、上次未过关知识专题训练 5用力 F=40N，按住一重 10N 的木块，如下图，当木块相对竖直墙壁静止不动时，木块受到的摩擦力的大小 A30N B40N C50N D10N 二、本次课堂知识稳固训练 1、以

8、下常用的工具中属于省力杠杆的是_ _ _；属于费力杠杆的是_ _。镊子 铡刀 理发剪刀 天平 剪修树木的剪刀 起子 钓鱼杆 火钳 汽车上的刹车闸 撬棒 2、如图，一轻质杠杆 OA在力 F1、F2的作用下处于静止状态。l2是力F2的力臂，请在图中画出 F1的力臂 l1和力 F2的示意图。【合作探究】1、以下是小丽和小宇同学在研究“杠杆平衡条件的实验出现的情况：在进行实验时，应先调节杠杆使它在 位置静止，在这一位置静止的好处是 。假设杠杆被支起后，左端高右端低，那么应进行的操作是 。小丽在实验时，忘了一局部数据的记录，请你帮助完成下表：次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂

9、 l2/m 1 2 0.01 1 2 0.03 4 0.06 实验时，老师只给小丽 10 个相同的钩码，当在杠杆的左端挂上如图位置的三只钩码时，那么为使杠杆平衡，小丽应在杠杆的另一端的什么位置处挂几个钩码？；当小宇在拉着弹簧测力计使杠杆在如图位置平衡，读出测力计的示数，并从杠杆上直接读出对应的力臂，结果发现：动力动力臂阻力阻力臂，于是小宇说，杠杆平衡条件在此种情况不成立，你知道其中的原因吗？。2、如图，用杠杆撬一块石头，杠杆上 A点是动力作用点，动力可以 向上，也可以向下。1当动力向下时，在图上标出杠杆的支点 O；2在杠杆上画出撬动石块的最小动力 F。知识稳固训练 2 F 一 选择题 1202

10、1 绍兴如图，用测力计将长杆一端 A微微抬离地面，测力计示数是 F1；同理，用测力计将长杆的另一端 B微微抬离地面，测力计示数是 F2。那么长杆的重力是(测力计保持竖直向上)()A(F1+F2)/2 BF1+F2 C F1/F2 D.F1F2 2 (2021 广州)60kg 的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图 11 所示的平衡状态由此可估测球 的质量约为 A20kg B30kg C60kg D120kg/力臂的关系需要测量得出！32021 福州小华用钓鱼竿钓起重为 15N 的鱼，如图 4 所示，OA=0.4m，OB=2m。以下说法正确的选项是 A用钓鱼竿钓鱼费距离 B钓鱼竿是个省力杠杆

11、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 二/填空题 12021 安徽如下图，AOB 为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆自重不计，AO=2OB。固定 O 点，使 OB 处于水平位置，此时 B 端挂一重为 40N 的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在 A 端施加 F=_N 的力，在图上画出此时力 F 的方向。答案：20N 力 F 的方向如图 22021 盐城在探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，那么可将左侧的平衡螺母向 调节，使其在水平位置平衡如下图，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

12、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 答案：右；竖直或竖直向下；2 3 2021 肇庆 右图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于 杠杆 选填“省力或“费力 设车箱和泥土的总重 G=1000N，运泥土时从 A 点提起独轮车把手的力是 F，F 的力臂是 m，F 的大小至少是 N 42021 泸州如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个 杠杆选填“省力或“费力，假设箱的重量为 100N，动力臂是阻力臂的 4 倍，要使该杠杆平衡，那么竖直向上的拉力 F 为 N。答案：答案：省力；25 52021 宿迁 小明和小华玩跷跷板，当小

13、明坐在离支点 2m 处时，刚好能撬动小华，此时跷跷板在水平位置平衡设小明体重为 G1，小华体重为 G2G1G2，那么小华离支点的距离为 m假设两人再拿同样重的铁球，那么 填“小明或“小华将下降 62021 镇江.在探究杠杆平衡条件的实验时，实验前发现杠杆左端低，右端高，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 选填“左或“右调节；实验时，在 A点悬挂两个总重为 1N 的钩码，在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉如下图，使杠杆在水平位置再次平衡，那么拉力应为 N，此时杠杆属于 杠杆 答案：右；0.8；费力 72021 长沙31如下图，在轻质杠杆 OA 的 A 端挂一边长为 10cm 的正方形石块，在O

14、A 的中点施加一竖直向上的力 F，当力 F=40N 时，杠杆在水平位置平衡，那么石块重_N。其密度为_kg/m3，将石块浸没于盛水的烧杯中，假设杠杆仍在水平方向再次平衡，那么 F=_N。答案;20 2103 20 8(2021 六盘水)13开瓶时使用的开瓶器如图 3 甲，可以简化成不计重力的省力杠杆如图 3乙，假设 F1和 F2都与杠杆垂直，且 AO=6cm，BO=l cm，F1=25 N，那么 F2=N。答案：150 9(2021 年东营)18某同学在做单臂俯卧撑运动，如下图。他的重心在 A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为 320 N。10(2021 厦

15、门)22如下图，秤砣的质量为 100 g，秤杆的质量忽略不计。秤杆水平静止时，OA=5cm，OB=25 cm，那么被测物的质量为 kg。假设秤砣有缺损时，那么杆秤所示的质量值 被测物的真实质量值(选填“小于、“等于或“大于)。答案：0.5；大于 112021 荆州52如下图，一块均匀的厚木板长 15m，重 400N，对称的搁在相距 8m 的A、B两个支架上。一个体重为 500N 的人，从 A点出发向左走到离 A点 m 处时，木板将开始翘动。答案：3.2 三 计算题 12021 武汉高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具。它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时，气垫放入重

16、物与地面的间隙之间，由高压气瓶向气垫内充气，气垫在短时间内可把重物举起一定高度。高压气瓶向气垫内充气时，气瓶内的气体温度 ，内能 。如果高压起重气垫在 5s 内可将 105N的物体举高 0.1m，那么其功率为 W。图乙中，质地均匀的长方体石板长为 2m、重为 6104N。当气垫内最高气压比外界高 106Pa时，石板恰好被顶起，此时气垫和石板的接触面是连长为 20cm的正方形。在图乙中画出气垫恰好顶起石板时的阻力臂l2。气垫恰好顶起石板时，气垫的中心至少离石板右端的支点 O多远？22021 恩施如下图，把一根质量是 2kg 且质量均匀分布的木棒 AOB 从 O 点悬挂AO=3OB，当在 B 端挂

17、一个重物时，木棒恰在水平位置平衡。求此重物的质量是多少？答案：2kg 3 (2021 义乌)某科学兴趣小组利用硬棒质量一可忽略不计、细线、假设干重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件。如下图，在 C 处挂一待测物体 B，当重为 8 牛的物体 A 挂在 D 处时，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得 OC 为 6 厘米，OD 为 18 厘米。(1 此时物体 B 的重力是多少牛？(2 保持 O 点位置和物体 A 的重力不变，在 C 处挂上不同重力的物体，移动物体 A 的位置，使硬棒在水平位置平衡，分别在 OE 上标出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆。问该杠杆的刻

18、度是否均匀？请说明理由。42021 常州如下图，一轻质杠杆 OA 可绕 O 点无摩擦转动，A 端用绳子系在竖直墙壁的B 点，在杠杆的 C 点悬挂一重为 20N 的物体，杠杆处于水平静止状态OA 长为 50cm，OC长为 30cm，OAB=30 (1)请在图中画出绳子对杠杆拉力 F 的力臂 (2)拉力 F 的大小是多少?答案：解：1F 的力臂如下图。2如图，在 Rt OAD 中，OAD=90，OD=1/2OA=1/2*50cm=25cm 根据杠杆平衡条件得：F*OD=G*OC 有 F*25cm=20N*30cm 解得 F=24N 三、附加题训练 52021 湘潭26 6 分如图，长 3.0m、重

19、 10N 且密度不均匀的金属杆，可绕 O 点在竖直平面内自由转动。现用竖直向上的拉力 F使金属杆保持水平，测出 O 点到拉力 F的距离及 F的大小，再改变拉力 F作用点的位置，测出相应的 F与 x 的大小，所得实验数据如右表。1由表中数据可得 F与 x 之间的关系是：2O 点到金属杆重心的距离为 m。3假设测力计量程为 25N，那么应控制在 范围。答案：1成反比或“F随 x 的增大而减小 21.0；0.4m3m(或大于等于 0.4m)信息反应：学生今日表现：老师寄语：家长意见：家长签字：学管师签字：学生在学校考试成绩记录：月份考试 月份考试 月份考试 月份考试 期中考试 期末考试 分 分 分 分 分 分 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日