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第1课时杠杆及其平衡条件课前自主预习1.杠杆定义:物理学中,把能绕某一固定点转动的硬棒(直棒或曲棒),叫做杠杆。力臂:从支点到力作用线的距离L1和L2叫做力臂。动力的力臂叫做动力臂,阻力的力臂叫做阻力臂。杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态,叫做杠杆平衡。2.杠杆的平衡条件文字表述:杠杆平衡时,杠杆的动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂,即杠杆的动力臂是阻力臂的几倍,杠杆的动力F1就是阻力F2的几分之一。表达式:动力动力臂=阻力阻力臂,即F1L1=F2L2或F1F2=L2L1。知识要点基础练知识点1杠杆1.从杠杆力臂的定义上看,力臂是由力的方向和力的作用点共同决定的,它包含了力的两个要素。2.如图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OAAB,则线段OA(选填“OA”“AB”或“OB”)是力F的力臂。3.如图所示,轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的作用下,在水平方向处于静止状态,请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。答案:如图所示知识点2杠杆的平衡条件4.杠杆平衡时,动力F1的大小为10 N,动力臂L1为0.1 m,阻力臂L2为0.2 m,则阻力F2的大小为5N。5.如图所示,杠杆处于平衡状态,且每个钩码的质量相同。若将两边的钩码分别向支点移动相同的距离后,则杠杆B(选填“A”或“B”)端会下沉。6.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:(1)图甲中,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向右侧调节;(2)图乙中,杠杆恰好处于水平平衡状态,若在A处下方再挂一个钩码,则B处所挂钩码需向右移动1格,可使杠杆在水平位置再次平衡;(3)杠杆处于图甲所示位置时,小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验,小明认为这样操作会对实验产生以下影响:杠杆自身重力可能会对实验产生影响可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误无法得出杠杆平衡条件你认为正确的是A。A.B.C.综合能力提升练7.如图所示,在“探究杠杆的平衡条件”实验中,调节杠杆在水平位置平衡后,在A点悬挂4个钩码(每个钩码重0.5 N),用调好的弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆上的B点,使杠杆再次平衡,则弹簧测力计的示数为1N。8.如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看成一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为500 N,则地面对手的支持力F的力臂为1.5m,力F的大小为300N。9.如图所示,物体重50 N,OA=1 m,OB=0.4 m。当杠杆在水平位置平衡时,F1的力臂L1=0.5m,F1=40N(杠杆自重忽略不计)。【变式拓展】如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F的大小将(C)A.不变B.变小C.变大D.先变大后变小10.小明利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件时,在杠杆两侧挂上不同个数的钩码,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,这样三次实验后得出了“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”的结论。下列能帮助他验证此结论正确性的操作是(D)A.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计在去掉钩码的一侧竖直向下拉B.增加钩码个数,进行更多次实验C.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计在去掉钩码的一侧竖直向上拉D.去掉一侧钩码,在挂钩码的一侧换用弹簧测力计斜向上拉11.在已调节平衡的杠杆左边距离支点4个小格处挂上总重为3 N的钩码,用弹簧测力计挂在右边距离支点3个小格处,以不同的方向拉着弹簧测力计使杠杆水平平衡,如图甲、乙所示。两次测力计的示数相比(C)A.甲中示数为3 NB.乙中示数为4 NC.乙中示数比甲大D.两次示数相同12.如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”,杠杆AOB可绕O点(螺母)转动,OA=0.2 m,OB=0.1 m,G1=2 N,杠杆自身重力和摩擦不计(固定装置未画出)。(1)当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时,G2的重力为4N;(2)松开螺母保持OA不动,使OB向下折一个角度后,再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB(B点对应B点),保持G1位置不变,要使杠杆在图乙位置保持平衡,则G2应该移动到C。A.B点处B.处C.处D.处13.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重力相等,杠杆刻度均匀。(1)平衡时,应该让杠杆静止在水平位置;(2)小周同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图1所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5 N,动力臂L1=0.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂L2=0.15m;(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是A;A.铁架台自身的重力足够大B.单个钩码的重力不完全相等C.悬挂钩码的绳套重力偏大D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们想进一步探究“如果杠杆受到F2、F3两个阻力,结果会怎样”。通过实验,他们得到了如图2所示的结果。根据这个结果,可以初步得出,在这种情况下杠杆的平衡条件为F1L1 =F2L2+F3L3(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)。
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