《杠桿》簡單機(jī)械PPT(第1課時杠桿平衡條件)
第一部分內(nèi)容：知 識 管 理
1．杠桿
定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著____ 轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿。
條件：一根硬棒能成為杠桿，應(yīng)具備兩個條件：(1)要有力的作用；(2)能繞某個固定點轉(zhuǎn)動。
2．杠桿的五要素
支點：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點，用字母“O”表示。
動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用字母“F1”表示。
阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用字母“F2”表示。
動力臂：從支點到動力作用線的距離，用字母“l1”表示。
阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用字母“l2”表示。
注意：支點可以在杠桿的一端，也可以在杠桿上的其他位置。
3．杠桿力臂的畫法
步驟：(1)找支點O；(2)畫力的作用線；(3)畫力臂(過支點向力的作用線作垂線)；(4)標(biāo)力臂。
歸納：一找支點、二畫線、三連距離、四標(biāo)記。
4．杠桿的平衡條件
實驗：研究杠桿平衡條件時，讓杠桿在水平位置平衡，是為了在杠桿上直接量出力臂。
公式：動力×動力臂＝阻力×阻力臂或F1l1＝F2l2。
易錯點：杠桿是否平衡，不是看力的大小，也不是看力臂的長短，而是看力與力臂的乘積。
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杠桿PPT，第二部分內(nèi)容：歸 類 探 究
類型之一 杠桿的五要素
(2018•四川峨眉山)關(guān)于杠桿，下列說法正確的是( )
A．杠桿一定是一根直的硬棒
B．杠桿的支點一定在杠桿上，且在杠桿的中間位置
C．力臂可能在杠桿上也可能不在杠桿上
D．作用在杠桿上的動力一定與杠桿的阻力相反
【解析】杠桿的形狀不是固定的，例如滑輪、剪刀、筷子等都是杠桿，故A說法不正確；支點指杠桿在轉(zhuǎn)動過程中固定不變的點，不一定在杠桿的中間位置，故B說法不正確；只有杠桿在水平位置平衡時，力臂才在杠桿上，故C說法正確；當(dāng)支點位于一側(cè)時，動力和阻力的方向相反，當(dāng)支點位于中間時，動力和阻力方向相同，故D說法不正確。故選C。
【點悟】本題是一道綜合性較強的題目，在解題時要結(jié)合杠桿的五要素認(rèn)真分析每一個選項，屬于基礎(chǔ)知識的考查。
【規(guī)律歸納】杠桿可以是直棒，也可以是彎曲的；從力的大小來分類，有省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿；作用在杠桿上的兩個力可以在支點的同側(cè)，也可以在異側(cè)；省力杠桿一定費距離，費力杠桿一定省距離，等臂杠桿既不省力也不省距離。
類型之二 探究杠桿的平衡條件
(2018•黑龍江)小紅和小明利用如圖所示裝置探究杠桿的平衡條件。
(1)若實驗前杠桿如圖甲所示，可將杠桿兩端的平衡螺母向____(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。
(2)在實驗過程中，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是 。
(3)在杠桿兩端加掛鉤碼，并移動鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，測出力臂，多次實驗并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
多次實驗的目的是___________。
(4)小明根提以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡條件是____________。
(5)杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小紅在杠桿上的A點處掛4個鉤碼，如圖乙所示，為使杠桿重新平衡，應(yīng)在B點掛____個相同的鉤碼。
(6)如圖丙所示，用彈簧測力計在C處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，當(dāng)彈簧測力計在原位置逐漸向右傾斜時，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將____(選填“變大”“變小”或“不變”)。
【解析】(1)若實驗前杠桿如圖甲所示，左端下沉，右端上翹，可將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。
(2)實驗時讓橫桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上便于測量力臂大小，杠桿的重心通過支點，可以消除杠桿自重對杠桿平衡的影響。
(3)探究杠桿平衡的條件時，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律，使結(jié)論具有普遍性。
(4)分析表格中的數(shù)據(jù)可得出杠桿平衡的條件是F1l1＝F2l2。
(5)設(shè)杠桿每個格的長度為L，每個鉤碼的重力為G，根據(jù)杠桿的平衡條件：FAlA＝FBlB，即4G×3L＝FB×2L，解得FB＝6G，需掛6個鉤碼。
(6)如果作用在杠桿上的力方向不與杠桿垂直，則該力的力臂短了，就會使得拉力變大。
【點悟】探究杠桿平衡條件時，要使力臂在杠桿上，有兩個條件：杠桿在水平位置平衡；力豎直作用在杠桿上。使杠桿在水平位置平衡，便于測量力臂大小，杠桿的重心通過支點，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響，使實驗簡單化，便于探究。杠桿平衡的調(diào)節(jié)、杠桿平衡條件的應(yīng)用等問題，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握。
類型之三 杠桿的平衡條件
(2018•山東臨沂)如圖甲所示的杠桿是水平平衡的。如果在支點兩側(cè)的物體下方分別加掛一個等重的物體，如圖乙所示，則杠桿( )
A．右端下沉
B．左端下沉
C．要保持平衡應(yīng)將左端的物體向右移動
D．要保持平衡應(yīng)在右端再加掛一個物體
【解析】設(shè)一個鉤碼重為G，杠桿一格長為L，甲圖杠桿平衡是因為：2G×2L＝G×4L；乙圖分別加掛一個等重的物體后(為便于研究，設(shè)物體的重也為G)，左邊力與力臂的乘積：3G×2L，右邊力與力臂的乘積：2G×4L，因為3G×2L＜2G×4L，即右邊力與力臂的乘積較大，所以杠桿不能平衡，右端下沉，故A正確，B錯誤；若想讓杠桿能夠平衡，可以將左端的物體向左移動，從而增大左邊的力臂，使左邊的力與力臂的乘積等于右邊的力與力臂的乘積，故C錯誤；若想讓杠桿能夠平衡，可以在左端再加掛一個物體，左邊的力變大，使左邊的力與力臂的乘積等于右邊的力與力臂的乘積，故D錯誤。故選A。
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杠桿PPT，第三部分內(nèi)容：當(dāng) 堂 測 評
1．(對應(yīng)例2)(2018•江蘇南通)如圖所示是某同學(xué)“探究杠桿平衡條件” 的實驗裝置，實驗中杠桿始終處于水平平衡狀態(tài)。下列方法中不會使彈簧測力計的示數(shù)變化的是( )
A．將鉤碼的懸掛點由A向B移動
B．將測力計連接點由B向A移動
C．減少A處所懸掛鉤碼的個數(shù)
D．增加B處拉杠桿的細(xì)線長度
【解析】將鉤碼的懸掛點由A向B移動，阻力臂增大，阻力、動力臂不變，根據(jù)杠桿的平衡條件，動力變大，即彈簧測力計的示數(shù)變大，故A錯誤；將測力計連接點由B向A移動，阻力、阻力臂不變，動力臂減小，根據(jù)杠桿的平衡條件，動力變大，即彈簧測力計的示數(shù)變大，故B錯誤；減少A處所懸掛鉤碼的個數(shù)，阻力臂、動力臂不變，阻力減小，根據(jù)杠桿的平衡條件，動力變小，即彈簧測力計的示數(shù)變小，故C錯誤；增加B處拉杠桿的細(xì)線長度，阻力、阻力臂、動力臂不變，根據(jù)杠桿的平衡條件，動力也不變，即彈簧測力計的示數(shù)不會變化，故D正確。故選D。
2．(對應(yīng)例3)(廣東東莞)如圖所示，杠桿在水平位置靜止，若將兩邊的鉤碼數(shù)都增加一個，則杠桿( )
A．左端降低，右端升高
B．右端降低，左端升高
C．保持水平不動
D．無法確定
3．(對應(yīng)例1)杠桿的五要素：_____ (使杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點)、_____(使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1)、_____(阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F2)、_____ (從 _____到動力作用線的距離l1)、_____(從支點到阻力作用線的距離l2)。
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杠桿PPT，第四部分內(nèi)容：分 層 作 業(yè)
1．(對應(yīng)例1) (2018•山東淄博)關(guān)于力臂，下列說法正確的是( )
A．力臂一定在杠桿上
B．從支點到動力作用點的距離叫動力臂
C．從支點到力的作用線的距離叫力臂
D．力臂不可能為零
【解析】由下圖可知，力臂不一定在杠桿上，故A錯誤；
力臂是從支點到力的作用線的距離，簡單地說，就是“點到線”的距離，而不是“點到點”的距離，故B錯誤，C正確。當(dāng)力的作用線通過支點時，力臂為零，故D錯誤。故選C。
2．(對應(yīng)例1) (2018•上海徐匯區(qū))關(guān)于支點的位置，下列說法正確的是( )
A．支點一定在杠桿的某一端
B．支點必須在動力作用點和阻力作用點之間
C．支點一定在杠桿上
D．以上說法都不正確
3．(對應(yīng)例2、3) (2018•廣西)在“探究杠桿平衡條件”實驗中，杠桿在力F作用下水平平衡，如圖所示，現(xiàn)將彈簧測力計繞B點從a位置轉(zhuǎn)動到b位置過程中，杠桿始終保持水平平衡，則拉力F與其力臂的乘積變化情況是( )
A．一直變小
B．一直變大
C．一直不變
D．先變小后變大
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