資源簡介

(共32張PPT)
第一部分　教材知識整合
第十二章　簡單機(jī)械
第1節(jié)　杠　桿
情境創(chuàng)設(shè)·引思考
知識精講·夯基礎(chǔ)
核心實驗·提素養(yǎng)
重慶真題·明考向
　　人體的各種運動相當(dāng)復(fù)雜，但最基本的運動都是由肌肉牽引骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的，其模型就是杠桿。如圖所示是人在做俯臥撐時的效果圖，此時人體可視為一個杠桿。請同學(xué)們思考，還有哪些動作可以將人體視為杠桿？
情境創(chuàng)設(shè)·引思考
杠桿(A卷近5年每年必考；B卷近5年4考)
1．定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著①________轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿。
知識精講·夯基礎(chǔ)
知識點
固定點
2．杠桿五要素
名稱 定義 圖示
支點 杠桿繞其轉(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②______作用線的距離，用字母l1表示
阻力臂 從支點到③______作用線的距離，用字母l2表示
動力
阻力
動力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動的方向相反，但動力和阻力的方向可以相同也可以相反。
易錯提示
3．杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，用符號表示為④______________。
F1l1＝F2l2
4．杠桿的分類
名稱 省力杠桿 費力杠桿 等臂杠桿
圖示
力臂的大小關(guān)系 l1⑤____l2 l1⑥____l2 l1⑦_(dá)___l2
力的大小關(guān)系 F1⑧____F2 F1⑨____F2 F1⑩____F2
＞
＜
＝
＜
＞
＝
名稱 省力杠桿 費力杠桿 等臂杠桿
特點 省力，但費距離 費力，但省距離 既不省力也不省距離，既不費力也不費距離
應(yīng)用 羊角錘、開瓶器、老虎鉗等 筷子、鑷子、釣魚竿等 天平、定滑輪等
(2022年版課標(biāo)素材改編)骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)等構(gòu)成了人體的運動系統(tǒng)，人體中最基本的運動大多是由肌肉牽引骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的。如圖所示為踮腳時左腳的一些相關(guān)數(shù)據(jù)。踮腳時主要靠腓腸肌收縮，此時腳可視為______(選填“費力”“省力”或“等臂”)杠桿，小腿肌肉拉力F1的大小為_____N。
基礎(chǔ)小練
省力
225
探究杠桿的平衡條件(2022年版課標(biāo)要求學(xué)生必做實驗　)
　在探究杠桿的平衡條件時，進(jìn)行如下實驗過程。
提出問題、猜想與假設(shè)
周末，小明和家人在公園游玩時，看到爸爸和上小學(xué)的妹妹分別坐在蹺蹺板的兩側(cè)，能使蹺蹺板平衡。那么蹺蹺板是如何平衡的呢？
核心實驗·提素養(yǎng)
實驗
例
基礎(chǔ)設(shè)問
設(shè)計方案、收集證據(jù)
為了探究此現(xiàn)象，小明和實驗小組的同學(xué)利用如圖1甲所示裝置來探究杠桿的平衡條件。
(1)請將圖1甲中實驗器材的作用或使用方法補充完整。
不能
動力
(2)實驗前杠桿靜止在如圖1甲所示的位置，此時杠桿處于______(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài)。需將平衡螺母向____調(diào)節(jié)，使杠桿在______位置平衡。
(3)如圖1乙所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)這一次實驗數(shù)據(jù)，小明立即分析得出杠桿的平衡條件，他這種做法的不足是_____________________
_______________。
不能
動力
平衡
左
水平
只進(jìn)行一次實驗，結(jié)論
具有偶然性
(4)經(jīng)老師提醒后，小明繼續(xù)進(jìn)行實驗，實驗時多次改變鉤碼的數(shù)量和位置，使杠桿重新平衡，三次實驗獲得的數(shù)據(jù)如表所示。
實驗次序 動力F1/N 動力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
得出結(jié)論、作出解釋
(5)分析表格中的數(shù)據(jù)可得杠桿的平衡條件是__________________________
_________________。
動力×動力臂＝阻力×阻力
臂(或F1l1＝F2l2)
交流合作、評估反思
(6)(改變鉤碼位置)若將圖1乙A、B兩點下方掛的鉤碼同時朝靠近支點O方向移動一小格，則杠桿__________(選填“左端下降”“右端下降”或“仍水平平衡”)。
(7)(改變力的方向)某同學(xué)用彈簧測力計替代鉤碼，在B點豎直向下拉(如圖2a所示位置)，然后將彈簧測力計繞B點逆時針旋轉(zhuǎn)一定角度至如圖2b所示位置。在旋轉(zhuǎn)過程中，要使杠桿始終在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將逐漸______(選填“變大”或“變小”)，原因是_______________________________
____________________。
右端下降
變大
阻力和阻力臂不變，動力臂逐漸　
變小，動力逐漸變大
(8)(生活實踐)生活中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)如圖3甲所示的水龍頭很難徒手?jǐn)Q開，但用如圖3乙所示的鑰匙，安裝在水龍頭上并用較小力旋轉(zhuǎn)鑰匙就能正常出水(如圖3丙所示)。安裝鑰匙后用較小力，水龍頭就能正常出水的原因是______________________________________________________________
______。
能力設(shè)問
阻力臂不變，阻力不變，動力臂變大，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力
變小
杠桿作圖【A卷近5年2考；B卷：2020·14(2)題】
1．畫力臂
重慶真題·明考向
命題點1
方法指導(dǎo)
2．畫最小力
1．【2022·重慶A卷14(2)題1分】在圖中畫出力F的力臂l。
如答圖所示。
2．(2024·廣元改編)圖甲是壓制餃子皮的“神器”，壓皮時壓桿可視為一個杠桿，圖乙是其簡化示意圖，圖中O為支點，F(xiàn)2為壓餃子皮時作用在B點的阻力。請在圖乙中畫出壓餃子皮時作用在A點的最小動力F1。
拓展訓(xùn)練
如答圖所示。
杠桿平衡條件的應(yīng)用及相關(guān)計算(A卷近5年3考；B卷近5年3考)
應(yīng)用杠桿平衡條件分析的一般步驟
命題點2
方法指導(dǎo)
3．(2024·重慶A卷8題3分)同學(xué)們模仿中藥房的戥秤制作桿秤，用筷子當(dāng)秤桿，用鉤碼當(dāng)秤砣，用細(xì)線將秤盤系在A點。當(dāng)不掛秤砣且秤盤不放物體時，在O點提起提紐，秤桿水平平衡；當(dāng)秤盤放100 g物體、秤砣移到B點時，秤桿再次水平平衡，如圖所示。在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線。下列說法正確的是(　　)
A．自制桿秤的每一格約表示2.08 g
B．稱中藥時B端翹起，可以減少中藥恢復(fù)水平平衡
C．如果秤砣磨損則測量結(jié)果會比真實質(zhì)量偏小
D．若將提紐移到O點右側(cè)可以增大桿秤的量程
B
【解析】當(dāng)秤盤放100 g物體、秤砣移到B點時，秤桿再次水平平衡，則在B點所示的質(zhì)量為物體的質(zhì)量，在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線，則從O點到B點共50個小格，每一小格表示的質(zhì)量m0＝ ＝2 g，故A錯誤；稱中藥時B端翹起，桿秤不能水平平衡，說明中藥的質(zhì)量大于秤砣指示的質(zhì)量，可以向右側(cè)移動秤砣，也可以減少中藥的質(zhì)量來使桿秤恢復(fù)水平平衡，故B正確；根據(jù)G＝mg和杠桿平衡條件可得m物g×OA＝m砣g×OB，秤砣磨損則其質(zhì)量變小，OB應(yīng)變大，則測量結(jié)果將偏大，故C錯誤；若將提紐移到O點右側(cè)，測量相同質(zhì)量的物體時，左側(cè)力臂變大，右側(cè)力臂也要變大，故桿秤的量程變小，故D錯誤。
4．(2023·重慶B卷19題8分)圖甲是《天工開物》里記載的一種搗谷的舂，“橫木穿插碓頭，碓嘴冶鐵為之，用醋滓合上。足踏其末而舂之。”若碓頭質(zhì)量為20 kg，不計橫木的重力和轉(zhuǎn)動摩擦，搗谷人雙手與扶手之間的作用力為0。(g取10 N/kg)
(1)求碓頭的重力。
解：碓頭的重力
G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N。
(2)碓頭豎直下落0.5 m，用時0.4 s，求重力做功的功率。
解：碓頭豎直下落0.5 m，重力做的功
W＝Gh＝200 N×0.5 m＝100 J，
第(3)問
思路梳理
(3)質(zhì)量為72 kg的搗谷人，左腳與地面的接觸面積為200 cm2，當(dāng)他右腳在B點用最小力踩橫木使其剛好轉(zhuǎn)動時，如圖乙所示，已知OA：OB＝3：2，求人左腳對地面的壓強。
5．(2023·重慶A卷19題8分)桔槔是《天工開物》中記載的一種原始的汲水工具。如圖所示，硬桿用細(xì)繩懸掛在樹上，桿可繞O點自由旋轉(zhuǎn)且與樹之間無作用力，用細(xì)繩將重力為20 N、容積為2.8×10－2 m3的桶懸掛在B端，在A端重120 N的拗石輔助下，人可輕松將一桶水從井中提起，OA：OB＝3：2。懸掛桶的繩子始終保持在豎直方向上，忽略桿和繩的重力。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)桶裝滿水時，求水的質(zhì)量。
解：桶裝滿水時水的質(zhì)量
m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2.8×10－2 m3＝28 kg。
(2)空桶在井中漂浮時，求桶排開水的體積。
解：漂浮在水面的空桶受到的浮力等于自身重力，即F浮＝G桶＝20 N，
則空桶排開水的體積
第(3)問
思路梳理
(3)一重力為480 N的人用桔槔將裝滿水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水)，桔槔處于平衡狀態(tài)時，人與地面的受力面積為500 cm2，求人對地面的壓強。

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