第1節(jié)杠桿第十一章機械與功逐點導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升學(xué)習(xí)目標(biāo)課時講解1課時流程2杠桿杠桿的平衡條件杠桿的分類知識點知1－講感悟新知1杠桿1.定義在力的作用下能夠繞支撐點轉(zhuǎn)動的堅實物體。物理思想：杠桿是從具有復(fù)雜外形的機械中抽象出來的理想模型，其本質(zhì)是一根可以繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒。知1－講感悟新知2.杠桿的相關(guān)概念五要素物理含義支點(O)杠桿繞著轉(zhuǎn)動的支撐點動力(F1)使杠桿轉(zhuǎn)動的力阻力(F2)阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力知1－講感悟新知3.杠桿相關(guān)概念的理解(1)杠桿的支點一定在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿的中間某點。用同一根硬棒做杠桿，使用方法不同，支點位置可能不同，如圖1甲、乙所示。知1－講感悟新知(2)作用在杠桿上的動力和阻力是相對而言的，可根據(jù)人們的需要來確定，動力和阻力的方向不一定相反，但動力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動的方向一定是相反的。(如圖2)知1－講感悟新知深度理解：一根硬棒成為杠桿的條件：(1)要有力的作用；(2)能繞著固定點轉(zhuǎn)動；(3)杠桿可以是直的，也可以是彎的，但必須是硬的，即在力的作用下，不發(fā)生或基本不發(fā)生形變。知1－講感悟新知特別提示:1.杠桿定義中的力，是指作用在杠桿上的力，因此杠桿是受力物體。2.杠桿在力的作用下，是繞固定點轉(zhuǎn)動，而不是整體向某個方向運動(平動)。3.支點位置與動力方向、阻力方向的關(guān)系：當(dāng)支點在杠桿的一端時，動力和阻力的方向應(yīng)該相反；當(dāng)支點在動力和阻力的作用點之間時，動力和阻力的方向大致相同。感悟新知知1－練[一模·洛陽]皮劃艇運動員在洛陽凌波湖湖面上來回穿梭，訓(xùn)練的同時也成了春日里的一道風(fēng)景。如圖所示，運動員一手緊握支撐柄的末端，另一手用力劃槳，此時的船槳可看成一個杠桿。下列的船槳模型中正確的是()例1感悟新知知1－練解題秘方：從情景中建立杠桿模型，再根據(jù)相關(guān)概念分析解答。解析：由題意可知，撐住槳柄的末端為支點，下面的手給槳向后的力，這時作用在槳下端的水給槳一個向前的力，使皮劃艇前進(jìn)，故A正確。答案：A知識點杠桿的平衡條件知2－講感悟新知21.杠桿力臂(1)動力臂(L1)：從支點到動力作用線的距離。(2)阻力臂(L2)：從支點到阻力作用線的距離。沿動力的作用方向的直線。沿阻力的作用方向的直線。知2－講感悟新知2.杠桿力臂的理解(1)力臂是支點到力的作用線的距離，不是支點到力的作用點的距離，即力臂是點到線的距離，不是點到點的距離。(2)力臂有時在杠桿上，有時不在杠桿上，但支點必須在杠桿上。知2－講感悟新知(3)如果力的作用線恰好通過支點，則其力臂為零，此時這個力不能使杠桿轉(zhuǎn)動。(4)力臂的三種表示方法(如圖5)：知2－講感悟新知3.杠桿平衡當(dāng)動力和阻力對杠桿的轉(zhuǎn)動效果互相抵消時，杠桿將處于平衡狀態(tài)，這種狀態(tài)叫杠桿平衡。4.探究杠桿的平衡條件(1)實驗器材杠桿、支架、鉤碼、刻度尺、細(xì)線等。知2－講感悟新知(2)實驗步驟：①首先調(diào)節(jié)杠桿兩端平衡螺母，使杠桿不掛鉤碼時，在水平位置平衡(左偏右調(diào)，右偏左調(diào))。②在杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿再次在水平位置平衡，如圖6所示，這時杠桿兩端受到的作用力等于各自所掛鉤碼受到的重力。知2－講感悟新知③設(shè)右端鉤碼對杠桿施加的力為動力F1，左端鉤碼對杠桿施加的力為阻力F2；測出杠桿平衡時的動力臂L1和阻力臂L2；把F1、L1、F2、L2

的數(shù)值填入表格中。④改變F1

或L1

的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)F2

和L2，再做幾次實驗，并將得到的實驗數(shù)據(jù)填入表格中。知2－講感悟新知實驗次數(shù)動力F1/N動力臂L1/cm動力×動力臂/(N·cm)阻力F2/N阻力臂L2/cm阻力×

阻力臂/(N·cm)10.520101.0101021.015151.5101531.520301.02030知2－講感悟新知(3)實驗結(jié)論：分析實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)每次杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂可能不一樣，但動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積，即動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1×L1=F2×L2)。知2－講感悟新知5.杠桿的平衡條件(1)內(nèi)容：動力×動力臂=阻力×阻力臂。(2)字母表示：F1×L1=F2×L2。當(dāng)F1L1=F2L2時，杠桿平衡；當(dāng)F1L1>F2L2

時，杠桿朝動力F1的方向轉(zhuǎn)動；當(dāng)F1L1<F2L2時，杠桿朝阻力F2的方向轉(zhuǎn)動。知2－講感悟新知知識鏈接:1.實驗前要使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的：讓杠桿的重心剛好和支點在同一豎直直線上，使重力的力臂為零，以消除杠桿重力對實驗的影響；2.實驗過程中，要使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是：當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力臂恰好與杠桿在同一直線上，這樣就可以直接從杠桿上讀出力臂的數(shù)值。3.實驗過程中，不能調(diào)節(jié)平衡螺母。知2－講感悟新知4.杠桿的平衡包含靜止和勻速轉(zhuǎn)動兩種狀態(tài)，為了研究方便，我們在探究杠桿平衡時，選擇了杠桿平衡狀態(tài)中的靜止?fàn)顟B(tài)。5.影響杠桿轉(zhuǎn)動的因素：不單純是由動力F1

和阻力F2

的大小關(guān)系決定，也不單純是由動力臂L1和阻力臂L2的大小關(guān)系決定，而是由力和力臂的乘積，即F1L1和F2L2的大小關(guān)系決定。感悟新知知2－練[中考·成都]如圖7甲，小孟書桌上的折疊式臺燈由底座、立桿和燈頭組成。如圖乙所示，燈頭OAB可視作繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，A

點是燈頭的重心，小孟用拉力F

將燈頭拉至圖示位置。請在圖乙中畫出：①燈頭受到的重力G的示意圖；②拉力F

的力臂L。例2感悟新知知2－練解題秘方：解答本題的關(guān)鍵是知道力臂是支點到力的作用線的距離。解析：過支點O

作拉力F

作用線的垂線，即為力臂L；重力作用點在燈頭的重心，方向豎直向下。知2－練感悟新知解：如圖8所示。知2－練感悟新知方法技巧力臂的畫法：(1)確定支點——假設(shè)杠桿轉(zhuǎn)動，杠桿上相對靜止的點就是支點；(2)確定動力和阻力的作用線——從動力、阻力作用點沿力的方向分別畫線即可得到；(3)畫出動力臂和阻力臂——從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足間的距離為力臂。感悟新知知2－練[中考·永州]小明利用鐵架臺、杠桿、鉤碼和彈簧測力計等器材探究杠桿的平衡條件，實驗使用的鉤碼質(zhì)量均相等，杠桿上每格長度均相等。例1感悟新知知2－練(1)當(dāng)杠桿靜止時如圖甲所示，為了方便測量力臂，需要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，應(yīng)當(dāng)將杠桿的平衡螺母向_______(填“右”或“左”)調(diào)節(jié)；右解析：當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)左端下沉，如圖甲所示，此時，應(yīng)把杠桿的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直至杠桿在水平位置平衡。感悟新知知2－練(2)在杠桿兩側(cè)掛上鉤碼，設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施的力為動力F1，左側(cè)鉤碼對杠桿施的力為阻力F2；測出杠桿平衡時的動力臂L1

和阻力臂L2；多次換用不同數(shù)量的鉤碼，并改變鉤碼在杠桿上的位置，使杠桿在水平位置平衡，得到實驗數(shù)據(jù)如表；感悟新知知2－練分析表中的數(shù)據(jù)，得到杠桿的平衡條件是____________；次數(shù)動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm10.520.01.010.021.015.01.510.031.510.00.530.0…F1L1=F2L2感悟新知知2－練解析：由表格中數(shù)據(jù)知，0.5N×20.0cm＝1.0N×10.0cm；1.0N×15.0cm＝1.5N×10.0cm；1.5N×10.0cm＝0.5N×30.0cm；可得杠桿的平衡條件是動力×動力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1

＝F2L2。感悟新知知2－練(3)本次探究經(jīng)過多次實驗的目的是______；A.減小實驗誤差B.尋找普遍規(guī)律B解析：多次改變力和力臂的大小，得到了多組實驗數(shù)據(jù)，得出了杠桿平衡條件，所以本次探究經(jīng)過多次實驗的目的是尋找普遍規(guī)律；故選B。感悟新知知2－練(4)如圖乙所示，將A、B位置的鉤碼個數(shù)都減少一個，杠桿將會________(填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)；右端下沉感悟新知知2－練解析：設(shè)一個鉤碼的重力為G，每一格的長度為L，A、B位置的鉤碼個數(shù)都減少一個，左側(cè)=G×3L=3GL，右側(cè)=2G×2L=4GL，因為3GL<4GL，所以右端下沉。感悟新知知2－練(5)如圖丙所示，用彈簧測力計先后在a、b

位置拉杠桿上同一點C，杠桿都在水平位置平衡，彈簧測力計在a

位置豎直向上的拉力為Fa，在b

位置斜向上的拉力為Fb，則Fa_____(填“大于”“等于”或“小于”)Fb。小于感悟新知知2－練解析：根據(jù)杠桿的平衡條件分析，將測力計繞C

點從a

位置轉(zhuǎn)動到b

位置過程中，鉤碼的重力不變，其阻力臂不變，即阻力與阻力臂的乘積不變，而動力臂在從a

到b

的過程中逐漸減小，動力逐漸增大，即Fa＜

Fb。知2－練感悟新知1.[模擬·自貢]如圖所示，小勇利用鐵架臺、帶有均勻刻度的杠桿、細(xì)線、彈簧測力計、鉤碼若干(每個鉤碼質(zhì)量相同)等實驗器材，探究杠桿的平衡條件。知2－練感悟新知(1)實驗前，杠桿靜止在圖甲所示的位置，則此時杠桿處于______(填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài)。(2)將杠桿調(diào)成水平位置平衡后，如圖乙所示，在A

點掛3個鉤碼，則應(yīng)在B

點掛______個鉤碼，才能使杠桿在水平位置保持平衡；隨后兩邊各取下一個鉤碼，杠桿______(填“左”或“右”)端將下沉。平衡2左知2－練感悟新知(3)小勇用彈簧測力計替代鉤碼，在B

點豎直向下拉，然后將彈簧測力計繞B點逆時針旋轉(zhuǎn)一小段至如圖丙所示位置。在旋轉(zhuǎn)過程中，要使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將逐漸______(填“變大”“變小”或“不變”)，原因是_________________________________________。變大阻力和阻力臂不變，動力臂變小，動力慢慢變大知2－練感悟新知(4)實驗結(jié)果表明，杠桿的平衡條件是動力×______=______×阻力臂。動力臂阻力知識點杠桿的分類知3－講感悟新知31.杠桿的分類根據(jù)支點相對于動力與阻力作用線的位置關(guān)系，可將杠桿分為三類：省力杠桿、等臂杠桿和費力杠桿。知3－講感悟新知2.三類杠桿的比較省力杠桿等臂杠桿費力杠桿示意圖力臂關(guān)系L1>L2L1=L2L1<L2力的關(guān)系F1<F2F1=F2F1>F2特點省力但費距離不省力也不費力，不省距離也不費距離費力但省距離應(yīng)用鋼絲鉗天平鑷子知3－講感悟新知方法技巧判斷杠桿類型的三種方法：(1)通過比較動力臂和阻力臂的大小判斷；(2)對復(fù)雜杠桿可先畫出杠桿的五要素，通過比較力臂的大小關(guān)系判斷；(3)根據(jù)杠桿的使用目的和效果，是省距離還是費距離判斷。感悟新知知3－練[中考·廣東改編]如圖10為某款剪刀的示意圖。握住手柄修剪樹枝時，剪刀可視為杠桿，該杠桿的特點是()A.省力B.費力C.省距離D.既省力又省距離例4知3