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第十一章 简单机械和功
一、杠杆专题(第3课时)
一、学习目标
学会灵活运用杠杆的平衡条件
二、学习重难点
变力臂问题;最小力问题;三、省力的方法
三、学习过程
问题一:变力臂问题
1、如图所示,轻质杠杆一端因水平方向力F作用而被逐步抬起,在此过程中F的大小及力臂变化是( ) A.变大、变大 B.变大、变小C.变小、变大 D.变小、变小
2、接上题,若力F始终与杠杆垂直,在此过程中F的大小及力臂如何变化?
3、接上题,若力F始终竖直向上,在此过程中F的大小及力臂如何变化?
问题二:最小力问题
(一)动力作用点固定时
1、如图所示,轻质杠杆OA上悬挂一重物G,O为支点,在A端用力F使杠杆平衡 ,若要使力F最小,请你作出力F。
2、如图所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,G=50N,AO=20cm,OB=30cm,BC=40cm,要使曲杆在图示位置平衡,请作出作用于C点最小的力F的示意图及其力臂L,并求出力F的大小。
(二)动力作用点不固定时
1、如图,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,并在B处挂一重物G,欲在杠杆上施加一最小动力F,使其在图示位置平衡,该怎样做出。
2.如图所示,曲杆AOBC自重不计,O为支点,AO=60cm,OB=40cm,BC=30cm,要使曲杆在图示位置平衡,请作出最小的力F的示意图及其力臂L。
(三)支点不固定时
1、 瓶盖起子有图(a)(b)两种用法,A、B是开盖时起子和瓶盖接触的两点.在瓶盖和瓶口的接触点中,D和E分别是离手最远和最近的两点.开盖时手对起子施加的力F作用在G点,瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心C点(图中没有标出).如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折.则( )
A.(a)图支点是A,(b)图支点是B,(b)种用法省力
B.(a)图支点是A,(b)图支点是B,(a)种用法省力
C.(a)(b)两图支点都是B,(b)种用法省力
D.(a)(b)两图支点都是A,(a)种用法省力
2、如图所示,工人用撬棒撬起大石头,向上向下用力都可以,请你帮他想一想,哪个方法最省力,说明理由。
问题三:省力的方法
1、增大动力臂 2、减小阻力臂 3、减小阻力 以上方法可以兼用
1、如图所示为润扬大桥。“桥塔为什么要造这么高?”小强对此进行了研究:他将大桥的结构进行简化,抽象成图乙所示的模型,又画了桥塔高低不同的两幅图丙和丁。小强通过比较发现:适当增加桥塔的高度,可_________(填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂,从而 ______(填“增大”或“减小”)斜拉索的拉力。
2、许多居民楼墙外用搁放空调主机,如图所示,要使铁架较为牢固、安全.应把主机放在A处还是B处,请你在选择的主机上画出它对铁三角架压力示意图压力对O点的力臂。
3、如图甲所示,工人正试图用扳手拧松工件上一个紧固的螺栓,尽管他使出了浑身力气,却没能成功。于是他想出了一个新点子:在其它不变的情况下,取来一根绳子,将绳的一头栓在扳手柄的上端,自己使劲拉绳的另一头(如图 乙所示).可他还是没能扳动螺栓,这是为什么呢?请分析其中的原因。(假定工人施力的大小不变)
四、教后记
五、课后作业
1.如图所示,一个直杠杆可绕轴O转动,在直杆的中点挂 一重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,将直杆从竖直位置慢慢抬起 到水平位置过程中,力F大小的变化情况是( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
2.用下图所示的杠杆提升重物,设作用在A端的力F始终竖直向下,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中,F的大小将( )
A、保持不变 B、逐渐变小
C、逐渐变大 D、先变大,后变小
3.如图所示,在“研究杠杆的平衡条件”的实验中,若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体,右端用弹簧秤拉着,使杠杆在水平位置保持平衡,今握着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2(杠杆始终在水平位置保持平衡),则弹簧秤的示数( )
A.不断增大 B.先减小,后增大
C.不断减小 D.先增大,后减小
4.如图所示,杠杆在水平方向处于静止状态,O是支点,AB=20cm,BO=30cm,物体重90N,在A点用力,它的大小和方向是(
A.135N,竖直向上 B.54N,竖直向上
C.6
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