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1、第二课时杠杆的运用【新新课导课导思思】垂垂钓钓是一是一项项情趣高雅的活情趣高雅的活动动,垂垂钓钓使用使用的的钓鱼钓鱼竿是一种杠杆竿是一种杠杆,这这种杠杆有什种杠杆有什么特点呢么特点呢?【目目标导标导学学】1.1.能根据杠杆的使用特点和作用效果等能根据杠杆的使用特点和作用效果等进进行分行分类类。2.2.能能够够根据力和力臂的关系判断出使用杠杆最省力的根据力和力臂的关系判断出使用杠杆最省力的情况。情况。【自主自主预习预习】由由F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2知知:(1)(1)当当l1 1 l2 2时时,F,F1 1_F_F2 2,_,_力力_距离。距离。(2)(2)当当l1 1 l2 2
2、时时,F,F1 1_F_F2 2,_,_力力_距离。距离。(3)(3)当当l1 1=l2 2时时,F,F1 1_F_F2 2,_,_力力_距离。距离。费费省省=不省不省不省不省知知识识点一点一 杠杆的分杠杆的分类类首首先先画画出出图图中中三三个个杠杠杆杆的的动动力力臂臂和和阻阻力力臂臂,再再完完成成表表格格中的其他内容。中的其他内容。图图形形 力臂力臂力力特点特点类类型型参考答案参考答案:图形图形 力臂力臂l1l2l1l2l1=l2力力F1F2F1=F2特点特点省力费距离省力费距离费力省距离费力省距离不省力也不省距离不省力也不省距离类型类型省力杠杆省力杠杆费力杠杆费力杠杆等臂杠杆等臂杠杆【知知
3、识识拓展拓展】人体中的杠杆人体中的杠杆1.1.人的人的头颅头颅等臂杠杆等臂杠杆:点一下点一下头头或抬一下或抬一下头头是靠杠杆的作用是靠杠杆的作用,杠杆的支点在脊杠杆的支点在脊柱柱顶顶端端,支点前后各有肌肉支点前后各有肌肉,头颅头颅的重力是阻力。支点前的重力是阻力。支点前后的肌肉所用的力是后的肌肉所用的力是动动力。支点前后的肌肉配合起来力。支点前后的肌肉配合起来,有的收有的收缩缩有的拉有的拉长长形成低形成低头头、仰、仰头动头动作。作。2.2.人的手臂人的手臂费费力杠杆力杠杆:人的手臂人的手臂绕绕肘关肘关节转动节转动,可以看成是由肌肉和手臂骨骼可以看成是由肌肉和手臂骨骼组组成的杠杆在成的杠杆在转动
4、转动。肘关。肘关节节是支点是支点,肱二肱二头头肌所用的力肌所用的力是是动动力力,手拿的重物的重力是阻力手拿的重物的重力是阻力,显显然我然我们们的前臂是一的前臂是一种种费费力杠杆力杠杆,举举起一个重物起一个重物,肌肉要花肌肉要花费约费约6 6倍以上的力倍以上的力气。气。虽虽然然费费力力,但是可以省距离但是可以省距离(少移少移动动距离距离),),提高工作提高工作效率。效率。3.3.走路走路时时的脚的脚省力杠杆省力杠杆:我我们们走走路路抬抬起起脚脚时时,脚脚就就是是一一个个杠杠杆杆。脚脚掌掌根根是是支支点点,人人体的重力就是阻力体的重力就是阻力,腿肚肌肉腿肚肌肉产产生的拉力就是生的拉力就是动动力。力
5、。4.4.其他杠杆其他杠杆:如如:小小腿腿绕绕膝膝盖盖的的转转动动可可看看成成小小腿腿肌肌肉肉和和胫胫骨骨组组成成的的杠杠杆杆;弯弯腰腰时时,腰腰部部肌肌肉肉和和脊脊骨骨之之间间形形成成杠杠杆杆;奔奔跑跑时时,向向前前跨跨步步,右右腿腿的的髂髂腰腰肌肌收收缩缩、臀臀大大肌肌松松弛弛,使使右右大大腿腿抬抬起起;股股四四头头肌肌松松弛弛,股股二二头头肌肌收收缩缩,使使右右膝膝弯弯曲曲。仰仰卧卧起起坐坐时时,上上身身受受到到腹腹肌肌和和上上身身重重力力的的作作用用。这这些些杠杠杆杆模模型型怎怎样样?是哪种是哪种类类型的杠杆型的杠杆?【示范示范题题1 1】(2017(2017六六盘盘水中考水中考)如如
6、图图所示的工具中所示的工具中,属属于于费费力杠杆的是力杠杆的是 ()【精讲精析精讲精析】解答本题的三个关键点解答本题的三个关键点:(1)(1)省省力力杠杠杆杆:动动力力臂臂大大于于阻阻力力臂臂,省省力力费费距距离离。如如瓶瓶盖盖起子。起子。(2)(2)费费力力杠杠杆杆:动动力力臂臂小小于于阻阻力力臂臂,费费力力省省距距离离。如如食食品品夹。夹。(3)(3)等等臂臂杠杠杆杆:动动力力臂臂等等于于阻阻力力臂臂,不不省省力力不不费费力力,不不省省距离不费距离。如天平。距离不费距离。如天平。答案答案:C C【备选备选例例题题】(2016(2016郴郴州州中中考考)我我们们身身边边有有许许多多应应用用杠
7、杠杆杆的的实实例例,以下一定属于省力杠杆的是以下一定属于省力杠杆的是()【精精讲讲精精析析】本本题题考考查查杠杠杆杆的的分分类类。当当l1 1 l2 2,是是省省力力杠杠杆杆;l1 1=l2 2,是是等等臂臂杠杠杆杆;l1 1 l2 2,是是费费力力杠杠杆杆。图图中中,赛赛艇艇的的桨桨、剪剪纸纸的的剪剪刀刀是是费费力力杠杠杆杆,起起瓶瓶器器是是省省力力杠杠杆杆,而而独独轮轮车车在在推推车车的的时时候候是是省省力力杠杠杆杆,当当前前轮轮遇遇到到障障碍碍时时,后面的支撑着地后面的支撑着地,有可能是费力杠杆。有可能是费力杠杆。答案答案:C C【微点微点拨拨】(1)(1)判判断断杠杠杆杆的的种种类类时
8、时,杠杠杆杆必必须须处处于于平平衡衡状状态态,比比较较动动力力和和阻阻力力或或者者动动力力臂臂和和阻阻力力臂臂的的大大小小,而而不不是是比比较较力力与与力力臂的乘臂的乘积积大小。大小。(2)(2)既省力又省距离的杠杆不存在。既省力又省距离的杠杆不存在。知知识识点二点二 杠杆最小力的画法杠杆最小力的画法1.1.最小最小动动力力:动动力臂最力臂最长时长时,动动力最小。力最小。2.2.最最长动长动力臂力臂:支点与支点与动动力作用点的力作用点的连线连线。3.3.动动力力方方向向:动动力力与与阻阻力力使使杠杠杆杆运运动动的的方方向向相相反反,根根据据阻阻力方向力方向,判断判断动动力方向。力方向。【示示范
9、范题题2 2】(2017(2017锦锦州州中中考考)如如图图所所示示,轻轻质质杠杠杆杆的的A A点点挂挂一一重重物物,O,O为为杠杠杆杆的的支支点点。请请在在杠杠杆杆端端点点B B画画出出杠杠杆杆平平衡衡时时所施加的最小所施加的最小动动力力F F1 1的示意的示意图图及其及其动动力臂力臂L L1 1。【精讲精析精讲精析】本题考查最小力臂作图。在本题考查最小力臂作图。在B B点施加力点施加力,并且垂直并且垂直OBOB向上向上,此时动力臂最大此时动力臂最大,而阻力、阻力臂一而阻力、阻力臂一定定,由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小;因为因为阻力方向竖直向下阻
10、力方向竖直向下,为使杠杆平衡为使杠杆平衡,则动力方向向上则动力方向向上,从从O O点作动力点作动力F F1 1作用线的垂线作用线的垂线,可得动力臂可得动力臂L L1 1。答案答案:如图所示如图所示【备选备选例例题题】(2016(2016连连云云港港中中考考)如如图图所所示示,有有一一个个杠杠杆杆AOB,AOB,可可绕绕O O点点自自由由转转动动,A,A端端吊吊着着一一个个物物体体。请请画画出出使使杠杠杆杆在在图图示示位置静止位置静止时时最小力最小力F F的示意的示意图图及其力臂。及其力臂。【精讲精析精讲精析】本题考查最小力臂作图。连接支点本题考查最小力臂作图。连接支点O O和动和动力作用点力作
11、用点A,A,作为动力的最大力臂作为动力的最大力臂;从从A A点作垂直于点作垂直于OAOA的的斜向右上方的线段斜向右上方的线段,即动力即动力F F的位置的位置;标出相应的字母符标出相应的字母符号和力的方向即可。号和力的方向即可。答案答案:如图所示如图所示:【知知识识拓展拓展】找最找最长长力臂的三种情况力臂的三种情况求求最最小小动动力力,就就是是转转化化为为找找最最长长力力臂臂的的问问题题。找找最最长长力力臂臂,一般分三种情况一般分三种情况:(1)(1)在在动动力力的的作作用用点点明明确确的的情情况况下下,就就是是以以支支点点到到力力的的作作用用点点的的连连线线作作为为力力臂臂,这这个个力力臂臂最
12、最长长,过过力力的的作作用用点点作作力力臂的垂臂的垂线线,正确确定力的方向从而作最小的力。正确确定力的方向从而作最小的力。(2)(2)在在动动力力作作用用点点未未明明确确规规定定时时,首首先先应应找找出出距距支支点点最最远远的点作的点作为动为动力作用点力作用点,然后再按然后再按(1)(1)的步的步骤骤完成。完成。(3)(3)在在支支点点不不明明确确的的情情况况下下,首首先先要要通通过过比比较较找找出出合合适适的的支点支点,进进而找到而找到动动力作用点力作用点,再按再按(1)(1)的步的步骤骤完成。完成。【教材教材图图片片考点考点阐释阐释】命命题题点点 杠杆的分杠杆的分类类 钓鱼钓鱼竿在使用竿在使用过过程中程中,钓鱼钓鱼竿可看成一根竿可看成一根杠杆杠杆,以左手以左手为为支点支点,右手向上的力右手向上的力为为_力力,鱼线对鱼鱼线对鱼竿向下的拉竿向下的拉力力为为_力力,动动力臂力臂_(_(选选填填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”)阻力臂阻力臂,属于属于_(_(选选填填“省力省力”“”“等臂等臂”或或“费费力力”)杠杆。杠杆。答案答案:动阻小于费力动阻小于费力