第十一章 简单机械 第一节 探究:杠杆的平衡条件 第1课时 杠杆及平衡条件 教材任务驱动 任务一 认识杠杆 1.定义:在力的作用下能绕着 转动的硬棒。 2.杠杆的五要素 图例 支点 杠杆绕着转动的 ,用“O”表示 动力 使杠杆转动的力,用“ ”表示 阻力 杠杆转动的力,用“F2”表示 动力臂 从支点到 的距离,用“l1”表示 阻力臂 从支点到 的距离,用“l2”表示 【走进生活】 如图所示是人们垂钓时的情景,鱼竿可视为杠杆。想一想:支点在什么地方 动力和阻力分别是什么 任务二 探究杠杆的平衡条件 【探究准备】 1.杠杆的平衡状态:杠杆在动力和阻力作用下 或绕支点匀速转动。 2.为了便于测量力臂,调节杠杆在 位置平衡。 【探究过程】 【设计实验与制订计划】 1.实验器材的组装和选取 2.制订实验方案 分别改变支点两边悬挂钩码的 和悬挂位置,探究杠杆平衡时 、动力臂和阻力、 之间的关系。 【进行实验与收集证据】 1.实验操作: (1)调节 ,将没挂钩码的杠杆调节至 位置平衡。 (2)改变悬挂的钩码个数(动力F1、阻力F2),移动其悬挂的位置,使杠杆仍在水平位置平衡,将数据填入表中。 2.实验数据: 实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 1 20 1.0 10 2 1.5 1.0 15 3 2.0 10 1.0 【分析与论证】 杠杆的平衡条件是 ,用公式可表示为 。 【交流与评估】 1.多次改变钩码的数量及悬挂钩码的位置,目的是什么 【温馨提示】→操作注意事项 1.调节杠杆使其在水平位置平衡的原则是“左偏右调、右偏左调”。 2.改变钩码的个数和悬挂的位置后,不能再通过调节平衡螺母来使杠杆在水平位置平衡。 3.挂钩码时,支点两侧只能存在两个悬挂点。 典题疑难突破 考点一力臂的画法 【典题1】(2024·盐城中考)如图所示,画出用起子撬图钉的动力F1的力臂l1。 【技法点拨】———四步法”画杠杆力臂 【变式】(2024·盘锦期末)图甲是一名中学生志愿者参加公益劳动的照片。该学生在用笤帚清扫落叶,以O为支点,作用在A点的动力为F1,在图乙中画出动力F1的力臂l1及作用在B点的阻力F2的示意图。 考点二探究杠杆的平衡条件 【典题2】【一题式探究】小华组利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。 【实验装置】 (1)实验前,杠杆在支架上静止时如图甲所示,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态; (2)把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点,其目的是消除 对实验的影响; 【进行实验】 (3)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表格。图乙是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据a为 ,b为 ; 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 2.5 0.2 2 0.25 2 2 0.15 1.5 0.2 3 1.5 0.1 a b (4)图乙中,若在两端各减去一个钩码,杠杆 (选填“能”或“不能”)平衡,若左侧钩码不动,则应该将右侧的钩码向 移动 格,才能使杠杆重新平衡。 【实验延伸】 (5)如图丙所示,杠杆恰能保持静止。面对这样的实验现象,在接下来的探究步骤中,该小组面临的困难是 。 (6)小华同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立 于是该小组同学利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆A点处挂上2个钩码(若每个钩码重0.5 N),以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子拉力为阻力F2,杠杆在水平位置平衡时F1l1 (选填“大于”“等于”或“小于”)F2l2。 【创新实验】 (7)【装置改进】得出结论后,小华组改用弹簧测力计做实验: ①如图戊所示,使杠杆在水平位置平衡,此方法的缺点是 (选填“不易测量力臂的大小”或“不便直接读出拉力的大小”); ②将弹簧测力计从a位置移动到b位置,如图己所示。在此过程中杠杆始终在水平位置平衡,弹簧测力计示数将 。(选填“变大”“不变”或“变小”) (8)【生活实践】杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量 ... ...
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