浙教版九年级科学上册课件《简单机械2》

第4节简单机械第2课时XXX学校能量的转化与守恒是水平便于读取力臂左知识点1探究杠杆平衡条件1.在研究杠杆平衡条件的实验中:(1)实验前,发现杠杆如图A3-4-1甲所示,你认为这时杠杆是否处于平衡状态?。实验时应先调节杠杆在_____位置平衡,目的是

。若出现如图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向(填“左”或“右”)调。

实验次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm12511023102153230320F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)(2)下表是小明在实验中记录杠杆平衡的数据。分析表中的实验数据,可以得出杠杆的平衡条件是。

4(3)杠杆平衡后,小明在如图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应在B位置挂上个钩码(每个钩码的质量相等)。

杠杆自重对杠杆平衡产生影响(4)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丙所示的装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是__________________________。

[解析](1)杠杆的平衡状态指杠杆处于静止状态或匀速转动状态;实验时应先调节杠杆在水平位置平衡,这是为了便于从杠杆上直接读取力臂的长度(便于读取力臂);调平衡时,按“左偏右调,右偏左调”的原则调节杠杆在水平位置平衡。(2)由表格中的数据,分析力与对应的力臂变化趋势或将力与对应的力臂相乘、相加、相减,可以得出杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)。(3)设一格长为L,一个钩码重G,则有3G×4L=nG×3L,n=4,故应在B处挂4个钩码。(4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小与由杠杆平衡条件计算出来的数值不符。图A3-4-2C2.小梦在做“探究杠杆平衡条件”的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计替代一侧的钩码继续探究,如图A3-4-2所示,他这样做的最终目的是 ()A.便于直接读出拉力的大小B.便于提供不同方向的拉力C.便于正确认识力臂D.便于测量力臂的大小图A3-4-3C知识点2杠杆的平衡分析3.图A3-4-3中杠杆平衡的是(杆重和摩擦均不计) ()[解析]设杠杆每一格长为L,图A:力和力臂的乘积:左边=10N×3L,右边=10N×2L,因为10N×3L>10N×2L,所以左边下沉;图B:力F和物体对杠杆的作用效果相同,使杠杆沿逆时针转动,此时杠杆不能平衡;图C:力和力臂的乘积:左边=10N×3L,右边=15N×2L,因为10N×3L=15N×2L,所以杠杆平衡;图D:力F和物体对杠杆的作用效果相同,使杠杆沿逆时针转动,此时杠杆不能平衡。图A3-4-4C4.如图A3-4-4所示,在杠杆两侧挂上钩码后恰好平衡,每个钩码的质量相同。在下列各种情况下杠杆还能保持平衡的是()A.左右钩码各向支点移一格B.左右钩码各减少一个C.左右钩码各减少一半D.左右钩码各增加一个图A3-4-5D5.如图A3-4-5所示,改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①→②→③,杠杆始终处于水平平衡状态,此过程中,弹簧测力计的示数将 ()A.逐渐变大 B.逐渐变小C.先变大后变小 D.先变小后变大[解析]各个力的力臂如图所示,从图中可以看出,从①→②→③,力臂先变大后变小,所以力先变小后变大。图A3-4-6C6.[2019·衢州]图A3-4-6是起重机用四种方案将地面上的一棵大树扶起的瞬间,其中拉力最小的是 ()[解析]以树根为支点,树的重力不变、重心一定,则阻力和阻力臂一定,支点与动力作用点的连线是最长的动力臂,根据杠杆的平衡条件,动力臂越大,动力越小;图C中动力作用点离支点最远,F3与树干垂直,则F3最小。图A3-4-7B7.[2019·温州]晾晒三条相同的湿毛巾,图A3-4-7中做法最有可能让衣架保持水平的是 ()[解析]设每条湿毛巾的重力为G,每个小格的长度为L。图A:左侧力与力臂的乘积为2G×2L=4GL,右侧力与力臂的乘积为G×L=GL,左侧≠右侧,故A错误;图B:左侧力与力臂的乘积为2G×L=2GL,右侧力与力臂的乘积为G×2L=2GL,左侧=右侧,故B正确;图C:左侧力与力臂的乘积为2G×L=2GL,右侧力与力臂的乘积为G×L=GL,左侧≠右侧,故C错误;图D:左侧力与力臂的乘积为2G×2L=4GL,右侧力与力臂的乘积为G×2L=2GL,左侧≠右侧,故D错误。图A3-4-875靠近8.如图A3-4-8所示,三角支架ABC固定在客厅墙上,已知AB长80cm,AC长60cm,一花瓶正好放置在AB中点处。A处螺钉能承受的最大水平拉力为50N,为防止因A处螺钉松脱而导致支架绕C点倾翻,所放置花瓶的重力最大为N(支架重力不计)。若花瓶的重力较大,放置时应尽量________(填“靠近”或“远离”)墙壁可确保安全。

实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m12.00.044.00.0221.00.020.50.0132.50.031.50.0529.[2019·西湖区校级模拟]在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,某同学记录了3次实验数据,如下表所示。(1)这三次实验数据中有一次是错误的,错误数据的实验次数是。

图A3-4-94(2)如图A3-4-9甲所示,当在A处挂了3个钩码时,要使杠杆平衡,应在B处挂个钩码(每个钩码的质量相等)。

小于(3)若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点,如图乙所示,杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa。若在A点斜向上拉,杠杆在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为Fb,则Fa_________(填“大于”“小于”或“等于”)Fb。D(4)实验中,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能保持水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为。

A.一个人无法独立操作B.需要使用太多的钩码C.力臂与杠杆不重合D.力和力臂数目过多[解析](1)因为表格中第2次实验:F1l1=1N×0.02m=0.02N·m,而F2l2=0.5N×0.01m=0.005N·m,所以F1l1≠F2l2,故第2次实验数据错误。(2)设一格长为L,一个钩码重G,则有3G×4L=nG×3L,n=4,故应在B处挂4个钩码。(3)杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa,若在A点斜向上拉,要求杠杆在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为Fb,杠杆在水平位置平衡,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计斜向上拉时,动力臂变小,动力变大,所以Fa小于Fb。(4)当杠杆上挂多组钩码时,力和力臂增加,虽然也能得出正确的结论,但是使实验复杂化,给实验带来难度;如图丙所示操作,杠杆平衡后,右边有一个力与力臂的乘积,而左边有三个力与力臂的乘积,共有四个力与力臂的乘积,数目过多,计算不便,采用这种方式是不妥当的,主要是因为杠杆的力和力臂数目过多。图A3-4-10A自|我|提|升10.【例题】如图A3-4-10所示,作用在轻杆A点的力F方向始终与杆保持垂直,将重物G慢慢提起,直至杆处于水平位置,在这个过程中,力F的大小()A.逐渐增大 B.逐渐减小C.保持不变 D.无法确定[解析]力F始终垂直于杠杆,动力臂不变,物体重力不变,阻力不变,物体升高以后,物体到支点的垂直距离变大,也就是阻力臂增大。根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,动力臂保持不变,阻力不变,阻力臂增大,为使杠杆平衡,动力必须增大,所以力F增大。【提示】在杠杆缓慢由图示位置移至水平位置过程中,动力臂OA的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力