中學(xué)課件 機(jī)械和功（—）杠桿和滑輪

1、第11課時 機(jī)械和功（）杠桿和滑輪一、課標(biāo)要求：1.知道什么是杠桿以及三種杠桿的特點(diǎn)和作用；2.理解力臂的概念、杠桿的平衡條件；3.知道天平和稱的原理；4.理解定滑輪、動滑輪和滑輪組的作用；5.會畫杠桿示意圖，力臂、滑輪組的裝配圖。二、復(fù)習(xí)重點(diǎn)：1.畫出杠桿的動力臂和阻力臂；2.研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，主要是考察在杠桿兩邊加減砝碼，杠桿是否會發(fā)生轉(zhuǎn)動，如何轉(zhuǎn)動？若在水平位置重新達(dá)到平衡，可采取什么措施？3.杠桿平衡條件的應(yīng)用，一般都是通過計(jì)算，說明某些問題或解釋簡單的現(xiàn)象；4.滑輪組的組裝等（單獨(dú)考察定滑輪和動滑輪的試題較少）三、歸納結(jié)構(gòu)： 支點(diǎn)、動力、阻力（概念） 動力臂、阻力臂（會畫）（概

2、念） 杠桿平衡： 杠桿 杠桿平衡條件： 省力杠桿：l1 l2 特點(diǎn)： 分類 費(fèi)力杠桿：l1 l2 特點(diǎn)： 等臂杠桿：l1 l2 特點(diǎn)： 定滑輪： 省力，可 。實(shí)質(zhì)： （L1 L2） 滑輪 動滑輪：省 力，但 。實(shí)質(zhì)： （L1 L2） 滑輪組：即 又可 四、考點(diǎn)熱點(diǎn)：1理解力臂的概念，會正確地在圖上畫出力臂，或根據(jù)題目所給條件判斷力臂的變化 2會利用杠桿的平衡條件判斷杠桿的種類，能根據(jù)簡單的實(shí)際情況選擇合適的杠桿3理解定滑輪、動滑輪及滑輪組特點(diǎn)，分析實(shí)際應(yīng)用中各要素的關(guān)系根據(jù)我省近幾年中考試題分析，本專題所占分值為12分，考查內(nèi)容覆蓋全面，對簡單機(jī)械的考查以應(yīng)用為主，計(jì)算稍少，體現(xiàn)了物理新課程的

3、方向，在試題中對學(xué)生識圖、分析、辨別信息提出了要求五、典例示范：例1力臂是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離，力對杠桿的轉(zhuǎn)動效果不僅與力的大小有關(guān)，還與支點(diǎn)到作用線的垂直距離有關(guān)支點(diǎn)到動力作用線的距離叫動力臂，支點(diǎn)到阻力作用線的距離叫做阻力臂力的大小相同時，力臂是影響杠桿轉(zhuǎn)動的物理量 如圖甲所示，若分別在杠桿的A點(diǎn)和B點(diǎn)作用豎直向上的力F1和F2，使杠桿緩緩繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，當(dāng)然用力F2較小，因?yàn)镕2的力臂較大 如圖乙中，若先后在杠桿同一點(diǎn)A作用垂直于杠桿的力F1和斜向下的力F2轉(zhuǎn)動，使杠桿緩緩繞O轉(zhuǎn)動，我們發(fā)現(xiàn)用力F1較小，原因同樣在于F1的力臂較大 應(yīng)用中必須留心力臂的畫法千萬不要把支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的連線

4、誤認(rèn)為是力臂圖乙中我們還可以看到，若作用點(diǎn)不變，力的方向發(fā)生改變，那么力臂也會隨著改變，F(xiàn)1的力臂是Ll，F(xiàn)2的力臂是L2，而且力臂不一定在杠桿上(如L2)例2使用滑輪組提重物時，若忽略滑輪和軸之間的摩擦以及繩重，則重物和動滑輪由幾段繩子承擔(dān)，提起重物的力就等于總重量的幾分之一，即F=1/n(G物+G輪)因此判斷用力情況的關(guān)鍵是弄清幾段繩子承擔(dān)動滑輪和重物的總重。用“連動法”，弄清直接與動滑輪連接的繩子的根數(shù)n，在圖甲中我們以重物和動滑輪為研究對象，n= 4，有四根繩子承擔(dān)動滑輪及重物，所以用力F=G總/4，同理，分析乙圖有五根繩子承擔(dān)動滑輪及重物，所以用力F=G總/5，從上面還可以看出，同一

5、個滑輪組，繩子的繞法不同，省力的情況也不同，繩端固定在動滑輪上比固定在定滑輪上更省力六、總結(jié)通法：1.杠桿中力臂的畫法：要牢記力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，應(yīng)先確定支點(diǎn)位置和力的作用線位置，而后畫出力臂。2.最大動力臂的做法：當(dāng)動力作用點(diǎn)確定時，支點(diǎn)到作用點(diǎn)的線段長即為最大動力臂。當(dāng)動力作用點(diǎn)沒有規(guī)定時，應(yīng)看杠桿上哪一點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn)，則這一點(diǎn)到支點(diǎn)的距離即為最大力臂。3.最小動力的做法：先找到最大動力臂后，過支點(diǎn)做動力臂的垂線，而后根據(jù)實(shí)際情況確定動力方向。4.判斷省力或費(fèi)力杠桿：根據(jù)動力臂和阻力臂的關(guān)系或根據(jù)杠桿平衡條件列出計(jì)算式進(jìn)行計(jì)算，相同的物理量采用同一種單位。5. 滑輪的應(yīng)用，首

6、先要根據(jù)滑輪的軸是否隨物體移動，分清是定滑輪還是動滑輪。 滑輪組的省力情況要數(shù)清有幾段繩子與動滑輪相連接，可采用“連動法”：直接與動滑輪連接的繩子的根數(shù)。七、變式訓(xùn)練：1長1 m的杠桿水平放置，支點(diǎn)在距左端0.8 m處，現(xiàn)在左端掛20 N重的物體，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在杠桿的最右端掛 N的重物。2如圖所示，建筑工人用250N的拉力沿豎直方向勻速拉起400 N的重物，重物上升4m所用時間為25s，此過程中拉力的功率為W，滑輪的機(jī)械效率是。3杠桿的應(yīng)用非常廣泛，如圖所示，壓水井的壓桿就是一個杠桿在使用時，作用于壓桿A端的力F1 活塞作用于壓桿B端的力F2(填“大于”、“小于”或“等于”)，因

7、此這是一個 杠桿(填“省力”、“費(fèi)力”或“不省力也不費(fèi)力”)。4省力杠桿和費(fèi)力杠桿的應(yīng)用都非常廣泛請你舉出一個費(fèi)力杠桿的實(shí)例，并具體說明使用它的好處 。5核桃是我國的傳統(tǒng)保健食品,中醫(yī)認(rèn)為它具有補(bǔ)腦作用，可是核桃外殼堅(jiān)硬，要打開它不是一件容易的事，為了讓人們能夠方便食用，有人設(shè)計(jì)了如圖86所示的核桃鉗這是一種 杠桿請?jiān)趫D86中畫出核桃鉗打開核桃時，鉗受到的動力F1和阻力F2的力臂。6如圖所示，杠桿AC(刻度均勻，不計(jì)杠桿重)可繞支點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動，在B點(diǎn)掛一重為G的物體為使杠桿平衡，應(yīng)在杠桿上的 點(diǎn)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 7如圖所示，物體A重20 N，滑輪重

8、1 N，繩重不計(jì)，彈簧秤示數(shù)為25N，則物體B重為 N8若使繩的拉力沿向上的方向，如何組裝該滑輪組，請畫在圖上八、反饋測試：一、填空：1.如圖所示，當(dāng)力F1、F2、F3分別作用于A點(diǎn)時，都能使杠桿靜止在圖示位置，則F1、F2、F3中最小的力是。2.圖中所示的為電工常用的鋼絲鉗，它的設(shè)計(jì)和使用應(yīng)用了很多物理知識。其中，鉗把包了一層膠皮是為了，鉗子的刀口做得比較薄是為了，鉗把做得比鉗口長是為了。3.筷子是我國勞動人民的偉大發(fā)明，用筷子夾菜時，筷子是杠桿，它的動力是對的作用力，一般來說，筷子是動力臂阻力臂的杠桿（填大于、小于或等于）。4如圖所示，輕質(zhì)杠桿A端掛50N重物靜止在水平地面上，當(dāng)在B點(diǎn)施加

9、30N拉力時，杠桿在水平位置平衡，已知OA長為15 cm，OB長為5 cm，則重物對地面的壓力是 ( ) A80 N B60 N C40 N D20 N5、常用的滑輪有兩種類型 和 ，只能改變力的方向的是 ，只能改變力的大小的是 ，動滑輪是一種典型杠桿，它的動力臂等于阻力臂的2倍6如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，OA 0.3米，OB0.2米點(diǎn)處掛一個質(zhì)量為2千克的物體，點(diǎn)處加一個豎直向上的力，杠桿在水平位置平衡，則物體的重力大小為牛，力大小為牛(g10Nkg)二、選擇題：1.關(guān)于杠桿，下列說法正確的是（）A動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離為動力臂； B力臂一定在杠桿上；C只要動力等于阻力杠桿就平衡；

10、 D.托盤天平是等臂杠桿。2.如圖所示的是一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，若忽略動滑輪和繩子以及一切摩擦，當(dāng)物體被勻速提升時，則下列說法正確的是（） A、FG/3； B、F端移動距離s與物體提升高度h之間關(guān)系為s=3h; C、FG/2； D、F端移動距離s與物體提升高度h之間關(guān)系為s=2h .3、園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是( ) A增大阻力臂，減小動力移動的距離 B減小動力臂，減小動力移動的距離 C增大動力臂，省力 D減小阻力臂，省力4.如圖所示，下列器件中屬于省力杠桿的是：（ ）5如圖，在“研究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，杠桿上每小格的

11、長度都相同，兩邊掛上鉤碼后杠桿平衡，如果把兩邊的鉤碼都同時向里移動一個格，則杠桿 ( ) A.人仍能平衡 B不能平衡，A端上升 C不能平衡，B端上升 D無法判斷6人體的運(yùn)動系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，但最基本的運(yùn)動形式是，骨骼在肌肉提供的動力作用下繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動如圖所示是手端起茶杯的情景，其前臂骨骼相當(dāng)于杠桿，肱二頭肌收縮提供動力由圖可以看出這是一個（ ）A費(fèi)力、省距離的杠桿 B省力、費(fèi)距離的杠相C、既費(fèi)力、電費(fèi)距離的杠桿 D、既省力、也省距離的杠桿7下面些用具，都利用了杠桿結(jié)構(gòu)，其中主要是為了省距離而費(fèi)力的是( )A、切藥材的鍘刀 B、夾柴用的火鉗 C托盤天平 D開啟瓶蓋用的起子8如圖所示，物體G分別在拉力F

12、1、F2、F3作用下靜止，不計(jì)摩擦則( ) A、F1最大 BF2最大 cF3最大 D三個力一樣大 三、作圖題1要用滑輪組將陷在泥中的汽車?yán)鰜?，請?jiān)趫D中畫出最省力的繞繩方法2圖示是縫紉機(jī)的腳踏板，找出踏板中哪部分是杠桿，畫出杠桿的示意圖和各力的力臂3在圖中畫出起重機(jī)吊重物時，重物對起重臂拉力的示意圖和該力的力臂4.如圖所示，試畫出杠桿OA所受力對O點(diǎn)的力臂。（OA的質(zhì)量忽略）5.如下圖所示，杠桿OA在力F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，l2是力F2的力臂，在圖中畫出力F1的力臂l1和F2。6.利用如右圖所示的滑輪組將重物提起，畫出兩個滑輪組最省力的繩子繞法。四、探究題：1、請你仔細(xì)觀察如下圖所示的漫畫，究竟小猴和小兔誰分的蘿卜重？簡要說明理由