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1、一、杠　桿 圖11－1－1 一　杠桿 1．定義：物理學(xué)中，將在____________可繞一__________轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒稱為杠桿． 2．杠桿的五要素 圖11－1－2 支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，常用O來(lái)表示． 動(dòng)力：使杠桿________的力，常用F1來(lái)表示． 阻力：________杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，常用F2來(lái)表示． 動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到______________的距離，常用l1來(lái)表示． 阻力臂：從支點(diǎn)到______________的距離，常用l2來(lái)表示． [說(shuō)明] ①杠桿在受力轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生形變；杠桿一般都是“棒”形的，有的是直棒，有的是彎棒，還有一些是方形、

2、圓形的物體，只要“在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)”，都可以看作變形的杠桿． ②力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，即“點(diǎn)到線”的距離，“點(diǎn)”指的是支點(diǎn)，“線”指的是力的作用線，力的作用線就是力所在的直線；注意力臂不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離． 二　杠桿的平衡條件 1．杠桿平衡 杠桿________或____________，我們就說(shuō)此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)． [說(shuō)明] “杠桿的平衡”不同于物體的“受力平衡”． 2．探究杠桿的平衡條件 (1)實(shí)驗(yàn)器材：所需的器材除了杠桿、支架、細(xì)線、鉤碼外，還需要______________． (2)實(shí)驗(yàn)裝置：如圖11－1－3所示． 圖11－1－3 (

3、3)實(shí)驗(yàn)步驟： ①安裝杠桿：把杠桿中點(diǎn)支在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母使杠桿在______位置平衡． ②在杠桿左邊掛上一定數(shù)量的鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)在某一位置豎直拉住杠桿，使杠杠水平平衡，記錄對(duì)應(yīng)的阻力F2、阻力臂l2，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1、動(dòng)力臂l1. ③不斷改變鉤碼的個(gè)數(shù)和鉤碼的位置，使杠桿在水平位置重新平衡，重復(fù)步驟②，記錄對(duì)應(yīng)的F2、l2、F1、l1. (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件是______________________，表達(dá)式是__________________，這個(gè)平衡條件也稱為杠桿原理． (5)評(píng)估交流 ①實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，目的是讓杠桿

4、的重心在支點(diǎn)上，重力的力臂為_(kāi)_______，以消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響． ②在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使杠桿在水平位置平衡，是便于________________． ③實(shí)驗(yàn)中改變鉤碼的個(gè)數(shù)或位置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，目的是________________________________________________________________________． ④若改變彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將________，原因是________發(fā)生改變． 三　杠桿的分類 類型 示意圖 力臂 關(guān)系 力的 關(guān)系 特點(diǎn) 應(yīng)用 省力 杠桿 l1__l2 F1__F2 　省

5、力但費(fèi)距離 鍘刀、 羊角錘 費(fèi)力 杠桿 l1__l2 F1__F2 　費(fèi)力但省距離 筷子、 釣魚(yú)竿 等臂 杠桿 l1__l2 F1__F2 　既不省力也不省距離，既不費(fèi)力也不費(fèi)距離 天平 類型一　力臂的畫(huà)法 例1 如圖11－1－4所示，用杠桿將物體A吊起，O點(diǎn)是支點(diǎn)，請(qǐng)畫(huà)出拉力F1的力臂l1. 圖11－1－4 [方法指導(dǎo)]力臂的畫(huà)法 力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，畫(huà)力臂就是畫(huà)支點(diǎn)到力的作用線的垂線段． 根據(jù)已知力畫(huà)對(duì)應(yīng)力臂的步驟： ―→―→―→ 類型二　探究杠桿的平衡條件 例2 2020·遵義改編小錦所在的實(shí)驗(yàn)小組用刻度均勻的勻

6、質(zhì)杠桿進(jìn)行“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)鉤碼質(zhì)量相等． 圖11－1－5 (1)將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，他將杠桿左端平衡螺母向右調(diào)節(jié)到最大限度后，杠桿左端仍有輕微下沉，這時(shí)他應(yīng)將右端的平衡螺母向________端調(diào)節(jié)，才能使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)杠桿自身重力的力臂為_(kāi)_______． (2)如圖11－1－5甲所示是探究過(guò)程中的一個(gè)情境，接下來(lái)在兩邊鉤碼的下方各加一個(gè)相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點(diǎn)第三格處，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端鉤碼移動(dòng)到右端離支點(diǎn)第________格處． (3)通過(guò)不斷改變兩端所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，使杠桿在水平

7、位置平衡，并記錄各次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后得出結(jié)論：動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離．與其他小組交流后，小錦和其他小組成員又做了如圖乙、丙、丁所示的三次實(shí)驗(yàn)，如圖________所示實(shí)驗(yàn)?zāi)苤苯诱f(shuō)明該結(jié)論是錯(cuò)誤的． [實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥]實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，目的是讓杠桿的重心在支點(diǎn)上，重力的力臂為0，以消除杠桿重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使杠桿在水平位置平衡，目的是便于測(cè)量力臂。　　　　　　　　　　　　　　　 類型三　杠桿的分類 例3 2020·鎮(zhèn)江下列工具在使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是(　　) 圖11－1－6 [方法指導(dǎo)]兩種方法判斷實(shí)際

8、生活中杠桿的類型 方法1：先尋找杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力作用點(diǎn)及阻力作用點(diǎn)，進(jìn)而粗略判斷出動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，得出杠桿的類型． 方法2：根據(jù)杠桿使用的目的進(jìn)行判斷，若是為了省力，則是省力杠桿；若是為了省距離，則是費(fèi)力杠桿． 類型四　最小力的作圖問(wèn)題 例4 2020·連云港如圖11－1－7所示，有一個(gè)杠桿AOB，可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，A端吊著一個(gè)物體．請(qǐng)畫(huà)出使杠桿在圖示位置靜止時(shí)最小力F的示意圖及其力臂． 圖11－1－7 [方法指導(dǎo)]判斷最小力的方法 根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1＝F2l2可知：當(dāng)阻力和阻力臂的乘積一定時(shí)，動(dòng)力與動(dòng)力臂的大小成反比，即動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力就越?。砸笞髯?/p>

9、小動(dòng)力時(shí)，應(yīng)先作出最長(zhǎng)動(dòng)力臂，再根據(jù)最長(zhǎng)動(dòng)力臂作出相應(yīng)的最小動(dòng)力．具體步驟：第一步：確定支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)的位置，以讓兩點(diǎn)間距離最遠(yuǎn)為依據(jù)．第二步：連接支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)，所得線段即為最長(zhǎng)動(dòng)力臂．第三步：根據(jù)由力臂作對(duì)應(yīng)力的方法，作出最小力的示意圖，注意力的方向的選擇． 類型五　杠桿的動(dòng)態(tài)平衡 例5 如圖11－1－8所示，輕質(zhì)杠桿中點(diǎn)懸掛一重為60 N的物體，在右端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則力F的大小是________；保持F的方向不變，將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過(guò)程中，力F將________(選填“變大”“變小”或“不變”)． 圖11－1－8 [方法指導(dǎo)]杠桿

10、動(dòng)態(tài)平衡的解題技巧 有關(guān)動(dòng)態(tài)杠桿的分析和計(jì)算，可以先找?guī)讉€(gè)位置(一般為兩個(gè))，在這幾個(gè)位置的杠桿上將力和力臂都畫(huà)出來(lái)，然后應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的方法，在所畫(huà)圖形中結(jié)合杠桿平衡條件及拉起過(guò)程中的變化分析求解． 課堂反饋(一)A [杠桿的五要素] 1．物理學(xué)中，將在________的作用下可繞____________轉(zhuǎn)動(dòng)的________棒稱為杠桿．杠桿可以是直的，也可以是彎曲的．下列儀器或工具：①量筒、②剪刀、③燒杯、④試管夾、⑤托盤天平、⑥彈簧測(cè)力計(jì)，它們?cè)谑褂眠^(guò)程中，屬于杠桿的是________(填序號(hào))． 2．如圖C11－1－1所示是用螺絲刀撬圖釘?shù)氖?/p>

11、意圖，其中O點(diǎn)是__________，F(xiàn)1是__________，F(xiàn)2是________，l1是__________，l2是____________． 圖C11－1－1 3．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．支點(diǎn)一定在動(dòng)力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)之間 B．杠桿的長(zhǎng)度等于動(dòng)力臂與阻力臂之和 C．動(dòng)力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)一定都在杠桿上 D．從支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離叫動(dòng)力臂 4．如圖C11－1－2所示，一名同學(xué)在做俯臥撐，如果把人的軀干看作一個(gè)杠桿，該杠桿的支點(diǎn)是________(填圖中字母)，動(dòng)力是________(選填“手掌對(duì)地面的壓力”或“地面對(duì)手掌的支持力”)，阻力是_________

12、_____． 圖C11－1－2 5．如圖C11－1－3所示，OB是以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)的杠桿，F(xiàn)是作用在杠桿B端的力．圖中線段AB與力F的作用線在一條直線上，且OA⊥AB、AC⊥OB.線段________(選填“OA”或“AC”)表示力F的力臂． 圖C11－1－3 6．請(qǐng)?jiān)趫DC11－1－4中畫(huà)出力F1和F2的力臂l1和l2. 圖C11－1－4 課堂反饋(一)B [杠桿平衡條件] 1．在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中： (1)實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有掛鉤碼時(shí)，若杠桿右端下傾，則應(yīng)將左端的平衡螺母向________(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡． (2

13、)在如圖C11－1－5所示的裝置中，每個(gè)鉤碼重1 N(杠桿上每格等距，杠桿自重不計(jì))，要使杠桿在水平位置平衡，小張?jiān)贏處應(yīng)掛________個(gè)1 N重的鉤碼；而鄰組的小強(qiáng)在B處施加一個(gè)豎直方向的力，也使杠桿在水平位置平衡，則這個(gè)力的方向應(yīng)____________，大小為_(kāi)_______N. (3)本實(shí)驗(yàn)得出的杠桿平衡條件是________________________________________________________________________． 圖C11－1－5 2．有一杠桿經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)，處于水平平衡狀態(tài)．如圖C11－1－6所示，在A點(diǎn)懸掛三個(gè)鉤碼(每個(gè)鉤碼重均為0

14、.5 N)，要使杠桿水平平衡，需在B點(diǎn)懸掛________個(gè)鉤碼；取走懸掛在B點(diǎn)的鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉，使杠桿水平平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為_(kāi)_______N；如改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，使之斜向右上方，杠桿仍然水平平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將________(選填“變大”“變小”或“不變”)． 圖C11－1－6 3．工地上搬運(yùn)磚頭的獨(dú)輪車，車廂和磚頭總重為G＝1000 N，獨(dú)輪車的有關(guān)尺寸如圖C11－1－7所示．推車時(shí)，工人對(duì)車把向上的作用力F＝________N. 圖C11－1－7 課堂反饋(一)C [杠桿的分類及應(yīng)用] 1．動(dòng)力

15、臂小于阻力臂的杠桿是________杠桿；動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿是________杠桿；動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿是________杠桿．(均選填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”) 2．以下四幅圖描繪的是杠桿在生活中的應(yīng)用，其中屬于省力杠桿的是__________，屬于費(fèi)力杠桿的是__________，屬于等臂杠桿的是__________．(填相應(yīng)的字母) 圖C11－1－8 3．如圖C11－1－9所示，要使杠桿處于平衡狀態(tài)，在A點(diǎn)分別作用的四個(gè)力中，最小的是(　　) A．F1B．F2C．F3D．F4 圖C11－1－9 4．如圖C11－1－10所示，用始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩

16、慢地由位置A拉至位置B，阻力將________，阻力的力臂將________，動(dòng)力臂將________，動(dòng)力F將________．(均選填“變大”“不變”或“變小”) 圖C11－1－10 5．如圖C11－1－11所示，杠桿上B端掛著重物G，若在A端施加一個(gè)最小的力F使杠桿在圖中的位置平衡，請(qǐng)畫(huà)出此力的示意圖和力臂． 圖C11－1－11 詳解詳析 【新知梳理】 一、1.力的作用下　固定點(diǎn) 2．轉(zhuǎn)動(dòng)　阻礙　動(dòng)力作用線　阻力作用線 二、1.靜止　勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 2．(1)彈簧測(cè)力計(jì)　(3)水平　(4)動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂　F1l1＝F2l2　(5

17、)0　測(cè)量力臂 多次實(shí)驗(yàn)得出普遍規(guī)律，避免結(jié)論具有偶然性 變大　動(dòng)力臂 三、>　<　<　>　＝?。? 【應(yīng)用示例】 例1　如圖所示 例2　(1)右　0　(2)四　(3)丁 [解析] (1)現(xiàn)在杠桿左端仍有輕微下沉，說(shuō)明杠桿左端偏重，為使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將右端的平衡螺母向右端調(diào)節(jié)．杠桿在水平位置平衡，此時(shí)杠桿自身重力的力臂為0. (2)設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿一個(gè)格長(zhǎng)為L(zhǎng)，左邊加一個(gè)相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點(diǎn)第三格處，則左邊力和力臂的乘積為F左L左＝4G×3L＝12GL，右邊加一個(gè)相同的鉤碼，設(shè)右邊的力臂為L(zhǎng)右，則右邊的力和力臂的乘積為F右L右＝3G×L右，

18、為了使杠桿在水平位置平衡，F(xiàn)左L左＝F右L右，即12GL＝3G×L右，所以L右＝4L，他應(yīng)將右端鉤碼移動(dòng)到右端離支點(diǎn)第四格處． (3)小錦得到“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”這個(gè)結(jié)論，是不正確的；當(dāng)動(dòng)力臂不等于支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離時(shí)，看實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否成立，所以利用圖丁進(jìn)行驗(yàn)證． 例3　A　[解析]鑷子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故A正確；如題圖所示的剪子在使用時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B錯(cuò)誤；鉗子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C錯(cuò)誤；起子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D錯(cuò)誤． 例4　如圖所示 例5

19、　30 N　不變 【課堂反饋】A 1．力　一固定點(diǎn)　硬　②④⑤ 2. 支點(diǎn)　動(dòng)力　阻力　動(dòng)力臂　阻力臂 3．C 4．B　地面對(duì)手掌的支持力　人自身的重力 5．OA 6．如圖所示 【課堂反饋】B 1．(1)左　 (2)2　豎直向上　1.2 (3)F1l1＝F2l2(或動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂) 2．2　3　變大 3．300 【課堂反饋】C 1．費(fèi)力　省力　等臂　2.BEFH　CDG　A 3．C 4．不變　變大　不變　變大 [解析]本題中阻力的大小和重力相等，所以阻力不變．從支點(diǎn)向阻力的作用線作垂線，從圖可知，阻力臂將變大，動(dòng)力F作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直，即動(dòng)力臂不變．根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2分析動(dòng)力變大． 5．如圖所示