人们在生活、劳动中常使用各种机械,这些机械,有的复杂,有的简单。
例如:镊子、钳子、锤子、剪刀、瓶盖起子等都属于简单机械,播种机、缝纫机等是复杂机械。无论多么复杂的机械都是由简单机械组合而成的。从这一章开始我们会共同学习几种简单机械并一起探究这些机械是如何工作的。
导学流程:
活动1:认识杠杆
日常生活中我们在完成某项任务时,必须用到某些工具,例如: 1.在开酒瓶时,要用酒瓶起子2.用撬棒将地上的石块撬起3.用筷子夹住菜„„
讨论:以上的这些工具在工作时有什么共同的特点? 总结得出杠杆的定义:
一根在_______的作用下,能绕某一_____________转动的硬棒.这样的硬棒叫做杠杆。
活动2:杠杆的五要素:
支点O:________________________,也就是杠杆上的固定点. (一定/不一定)在杠杆上. 动力F1:___________________ ____,动力的作用点 (一定/不一定)在杠杆上. 阻力F2:________________________,阻力的作用点 (一定/不一定)在杠杆上. 动力臂L1:从_____点到_____________线的距离, (一定/不一定)在杠杆上. 阻力臂L2:从_____点到_____________线的距离, (一定/不一定)在杠杆上.
1.如图所示的杠杆中,动力的力臂用l表示,图中所画力臂正确的是( ),补画出阻力臂L2。
2.找出以下各图中将支点、动力、阻力、并把图中的动力臂、阻力臂补画完整。 O
F1 F2
思考:(1)杠杆是否都是直的?
(2)力臂是一定在杠杆上吗?
(3)若一力作用在杠杆上,作用点不变,但作用方向改变,力臂是否改变? 对力臂的理解,注意以下几点:
(1)力臂是指支点到动力或阻力作用线的垂直距离。
(2)力臂 (填”一定”或”不一定”)在杠杆上。 (3)若力的作用线过支点,则它的力臂为 。
(4)画力臂三步骤:找 点、画出力的 线、作支点到力的作用线的 线
1
活动3:探究杠杆的平衡条件
想一想:人们使用杠杆时,有时需要杠杆静止,比如用杆秤称物体时,杆秤要静止;有时需要杠杆转动,比如用锤子起钉子等。当杠杆在动力和阻力作用下 或绕支点 转动时就称为杠杆的 平衡状态。
(1)思考:在“研究杠杆平衡条件”的实验中:
实验前,先要调节杠杆两端的 。使杠杆在 位置平衡,依照“右高右旋,左高左旋”的方法,即杠杆右边高则螺母向 移,杠杆左边高则向 移,直至杠杆水平平衡。注意杠杆水平平衡一旦调好,不得随意再旋转平衡螺母,否则会影响实验结果。强调这一平衡位置的目的是_防止实验过程中由于倾斜所造成的误差 。
(2)实验中,每次改变动力、阻力、动力臂、阻力臂后都要使杠杆保持水平平衡,这样的好处是动力臂和阻力臂可以在杠杆上直接 。 (3) 将表格中的实验数据补充完整 实验 动力 动力臂 阻力 阻力臂 动力×动阻力×阻次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm 力臂F1l1 力臂F2l2 ① ② ③ 2.0 2.0 3.0 5 10 10 1.0 2.0 2.0 10 10 15 (4)结论杠杆平衡条件: 用字母表示 。
思考:实验过程中我们反复多次对杠杆的平衡条件进行探究,得出结论。这样做的目的是
。 (5) 在如右图所示的实验装置中:
(a)实验前没有挂钩码时,发现杠杆左边下倾,这时可以将杠杆右端的螺母向 边旋一些,使杠杆水平平衡。 (b)实验时只有8个相同的钩码,杠杆上的点是等间距的,当在A点挂4个钩码时,则怎样挂钩码可以使杠杆水平平衡?请设计出两种方案。
① ; ② 。
活动4:杠杆分类
根据杠杆使用情况,可将杠杆分为三类: 杠杆类型 结构特征 省力杠杆 L1>L2,F1 F2 特点 省力、费距离 应用举例 撬棒、铡刀、羊角锤、 、 、 、 缝纫机踏板、起重臂、 、 、 ______ ________、__ ___ 费力杠杆 L1 L2, F1 F2 ____、省距离 等臂杠杆
L1=L2,F1 F2 既不_____、也不_____ 2
达标训练
1.用如图所示的钢丝钳来剪钢丝时,钢丝放在刀口尽量靠近0点的位置,手握在
B点的位置.这种钢丝钳是( )
A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.都不是 2.下图中属费力杠杆的是( )
3.如右图所示,一名同学在做俯卧撑,如果把人的躯干看作一个杠杆,这是一个________(填“省力”或“费力”)杠杆,该杠杆的支点是________(填图中字母)。
4.开瓶时使用的开瓶器如右图甲,可以简化成不计重力的省力杠杆如图乙,若F1和F2都与杠杆垂直,且AO=6cm,BO=l cm,F1=25 N,则F2= N。
5.关于杠杆及其力臂,下面说法中正确的是( )
A.动力臂与阻力臂的比值越大,就越省力 B.动力、阻力只能分别作用在杠杆支点的两侧 C.动力的方向总是与阻力的方向相反
D.从支点到动力作用点之间的距离叫做动力臂,且力臂的大小不可能为零 6.在“研究杠杆平衡条件”实验中,实验时先调节杠杆在_________位置平衡,当在A处挂三个钩码如右图所示,要使杠杆平衡应在B处挂_________个钩码(每个钩码质量均100g)。移去B处钩码,改在C处用弹簧测力计竖直向上拉,杠杆平衡时弹簧测力计上的示数为_________N。(g=10N/kg)
7.如右图所示AOB为轻质杠杆,B端挂重物G,A端分别作用四个方向力时,杠杆都能在图示位置平衡。则四个力大小说法正确的是( )
A.F2最小 B.F4最小 C.F1最小 D.F3最小
8.将重为5N和15N的甲、乙两物体,分别挂在杠杆的左右两端。若杠杆的重力忽略不计,当杠杆平衡时,左右两边力臂长之比为( )A.3:1 B.2:1 D.4:1
C.1:3
9、关于力臂下列说法正确的是( )
A.从支点到力的作用点的距离。B.从支点到力的作用线的距离。C.力臂不可能为零。D.力臂一定都在杠杆上。
10、下图中力F的力臂画法正确的是:( )
3
11、如右图所示,O点为杠杆的支点,请画出力F的力臂,并用字母L表示。 12、(1)画出图中力F的力臂,并用l 表示(2)画出图中力F1和F2的力臂,并用l 1 、l 2表示
13、实验探究:杠杆的平衡条件 (1)、将杠杆的支点支在支架上,调节杠杆两端的 ,使杠杆在 平衡
(2)在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码,在杠杆上左右移动悬挂的位置,直到杠杆 . 将此时的数据记录在表格中
(3)改变力和力臂的数值,重复上述实验五次,把有关数据填入表内
序号 1 2 3 4 动力 F1(牛) 0.5 1.0 1.5 2.0 动力臂 20 15 5 10 阻力 1.0 1.5 0.5 1.0 阻力臂 10 10 15 20 L1(厘米) F2(牛) L2(厘米) (4)分析表中的数据讨论可得出什么结论?
14、“研究杠杆平衡条件”的实验可采用图8-13所示的装置。 (1)实验前,应调节横杆AB在 平衡。
(2)若当时观察到B端偏低,可将B端螺母向 边调。 (3)若实验时在E处挂3只质量均为50g的钩码,则在C点应挂 只相同的钩码杠杆才能平衡; (4)若C点不挂钩码,改在D点用弹簧测力计拉,为使杠杆平衡,这时弹簧测力计的最小读数应为 N,拉力的方向应 .(g=10N/kg)
4
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容