人教版（2024）八年级下册（2024）杠杆学案及答案

这是一份人教版（2024）八年级下册（2024）杠杆学案及答案，共11页。学案主要包含了知识拓展一，即时训练1，实验目的，实验器材，实验原理，实验步骤，实验结论，知识拓展等内容，欢迎下载使用。
1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。
（1）“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。
（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。
2.杠杆的五要素：
（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定；
（2）动力：使杠杆转动的力叫动力，用“F1”表示
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F2”表示；
（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“”表示；
（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“”表示。
注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。
力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。
【知识拓展一】杠杆作图
画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标字母。
⑴ 找支点O；
⑵ 延长力的作用线(虚线)；
⑶ 画力臂(实线双箭头，过支点垂直于力的作用线作垂线)；
⑷ 标力臂。
【例1】如图乙所示，O点为杠杆的支点，拉力F作用在杠杆B点。图中线段______（选填“OA”“OB”或“AB”）表示拉力F对支点O的力臂L。
【例2】如图所示的水平杠杆中，O为支点，请画出图中力F1和F2的力臂L1和L2。
【即时训练1】如图所示，以O为支点，手在A点施加力F，请在图中画出力F的力臂l。

知识点02 杠杆平衡条件
（1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。
（2）探究杠杆平衡条件实验
1.实验内容
【实验目的】杠杆平衡条件实验验证。
【实验器材】铁架台、带刻度的杠杆、钩码。
【实验原理】动力×动力臂=阻力×阻力臂 公式的表达式为：F1l1=F2l2
【实验步骤】一、组装、调节杠杆，使横梁平衡（调节杠杆两端的平衡螺母）。
二、用细线在左右两端悬挂数量不同的钩码，左为动力，右为阻力。固定动力臂和动力不变，选取适当的阻力（钩码个数），移动阻力位置，直至杠杆平衡。分别记录动力、动力臂和阻力、阻力臂，并计入表格。
三、重复上述步骤两次（要求每次必须改变动力和动力臂），并计入表格。
四、分别计算每次试验的动力×动力臂和阻力×阻力臂，填入表格。
五、实验表格
六、整理器材。
【实验结论】动力×动力臂=阻力×阻力臂 公式的表达式为：F1l1=F2l2
【例3】利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、数量足够的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件。
（1）实验前杠杆静止时如图所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，调节杠杆在水平位置平衡的目的是：方便测量 。
（2）记录实验数据的表格如下表，请将表头栏目、实验所记录的数据补充完整。
【例4】如图所示，在杠杆的A点挂3个相同的钩码，要使杠杆平衡，则应在B点挂 个同样的钩码；杠杆平衡后，如果把挂在A、B两点的钩码分别向两端同时移动一个刻度，则杠杆的左端会 （选填“向上”、“向下”或“不变”）。
【例5】杠杆受到两个拉力，忽略杆重。下列选项中，杠杆能保持水平静止且两个力臂相等的是（ ）
A .B .C .D .
【例6】如图甲所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形，我们可将图甲简化成如图乙所示的杠杆，不计杠杆自重。若铅球质量m=4kg，OA=0.04m，OB=0.36m，阻力F2为___________N，此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1为___________N。
知识点03 杠杆的应用
1.省力杠杆：动力臂l1＞阻力臂l2，则平衡时F1＜F2，这种杠杆使用时可省力（即用较小的动力就可以克服较大的阻力），但却费了距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，并且比不使用杠杆，力直接作用在物体上移动的距离大）。
2.费力杠杆：动力臂l1＜阻力臂l2，则平衡时F1＞F2，这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力（动力大于阻力），但却省距离（可使动力作用点比阻力作用点少移动距离）。
3.等臂杠杆：动力臂l1=阻力臂l2，则平衡时F1=F2，这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力，也不费力，即不省距离也不费距离。
既省力又省距离的杠杆时不存在的。
【知识拓展】杠杆应用——最小力画图
解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
【例7】如图所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）
A .园艺剪B .食品夹C .天平D .筷子
【例8】如图所示，轻质杠杆OA的中点处悬挂重为200N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小为 N。保持F的方向始终与OA垂直，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F的力臂将 ，F的大小将 。（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
【例9】如图，硬棒质量忽略不计，挂着物体的绳子对棒的拉力为F1 ， 在棒的A点施加力FA ， FA的方向沿aa'线，使硬棒在如图位置处于平衡状态。
（1） 画出力FA的示意图；
（2） 画出FA的力臂LA；
（3） 撤去FA ， 在B点沿着相同方向施加力FB ， 仍使硬棒在如图位置处于平衡状态。则FB和FA的关系可能是 （选填“FBFA”或“不能确定”），依据是 。
【例10】如图甲是一种蔬菜挤水器。其手柄可看作杠杆，图乙是其简化的示意图，图中O为支点，F2是其受到的阻力。在图乙中画出在A点施加的最小动力F1的示意图及力臂L1。
【例11】如图所示，在硬尺AB的7dm刻度处C点挂一重3N的物体M，并在3dm刻度处施加一个竖直向上、大小为9N的拉力F使硬尺AB保持水平静止，硬尺AB的质量不计，完成下列问题。
（1）根据数据分析，你认为支点O的位置在杠杆的 dm刻度处；并画出F的力臂ll；
（2）如果拉力F作为动力，物体M对杠杆的力作为阻力，你认为作为杠杆使用硬尺AB，它是 （选填：省力或费力）杠杆，依据是 。
同步训练
1.（1）图中利用羊角锤撬钉子，在锤柄A点处画出所施加的最小动力F和其力臂l。
（2）如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景，请在图中画出此时动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。
2. “节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（ ）。
A．aB．bC．cD．d
3.如图所示，用瓶起子开瓶盖时，下列对应的图示正确的是（ ）
4. 图甲是某人扛着水桶静止在水平地面的情景。A是水桶的重心，点是肩膀对水桶竖直支持力的作用点，点是手对水桶竖直方向力的作用点。此时水桶可抽象为一个杠杆，为支点，为了保持这一杠杆平衡，下图情形中手施加的力最小的是（ ）
A .B .C .D .
5.如题图所示，园艺剪刀正常使用时属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆，将树枝放在 （选填“A”或“B”）点更省力
6. 如图1所示，在直尺AB的7dm刻度处C点挂一重9N的物体M，并在3dm刻度处施加一个竖直向上、大小为3N的动力F1使AB保持水平静止，直尺AB的质量不计，完成下列问题。
（1）根据数据分析，支点的位置在杠杆的 dm刻度处；
（2） 如图2，支点O的位置在杠杆的5dm刻度处，如果动力F1的作用线为图中的虚线；请在图2中画出杠杆所受的阻力F2、动力F1及动力臂L1；
（3） 图2中的C点向右移动到9dm，为杠杆重新平衡，可行的操作有：___________（填序号）。
A .方向、作用点不变，增大F1B .方向、大小均不变，F1的作用点向A点移动C .大小、作用点不变，F1的方向沿顺时针转过一定的角度
7.水平放置的杠杆质量忽略不计，每格长度相等。它吊着的物体重10N，力F垂直作用在杠杆上（如图所示）。
（1）以A为支点。
①若F=10N ， 杠杆能否保持水平平衡？ 。
②在图中画出力F的力臂l。
(2)小明分别选B、C、D三点作支点，杠杆都能水平平衡。其中选为 支点时，力F最小，大小
为 N。
8.小亮在做“探究杠杆平衡条件”实验时的装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1） 杠杆在如图甲的位置静止时杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态的，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节。
（2） 如图乙所示是某次实验时的实验情景，杠杆在水平位置平衡后，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为 N；若弹簧测力计由M向右倾斜到N位置，仍然使杠杆保持水平平衡，拉力F的变化情况是 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
9.如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。
（1）实验前需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置，这样做的目的是______；
（2）若在A点挂有2个钩码，则B点要挂______个钩码才能使杠杆水平平衡；
（3）若A点钩码数不变，取下B点钩码，用测力计作用在C点，为使杠杆再次水平平衡，测力计上最小示数为______N，方向_____
第十二章
第2课 简易杆秤
知识精讲
知识点01 杆秤
1.杆秤的结构：杆秤通常由秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成
.
2.杆秤的使用：称量时将被称物体放在秤盘中，移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量.
3.杆秤的原理：如图，秤杆相当于杠杆，提纽B相当于其支点，.秤杆在水平位置平衡时，若不计杆秤的重力由杠杆的平衡条件可得，即，则有.
【例1】杆秤是我国古代的衡器，并沿用至今。如图用秤钩挂住物体称重时，秤杆恰好在水平位置平衡。提纽O处是支点，AO为5cm，秤砣质量是500g，OB为20cm，若g取10N/kg，不计秤杆和秤钩的质量，物体的质量是（ ）
【例2】《墨经》中最早记载了杆秤的杠杆原理.小明所在的实践创新小组对家中使用的杆秤进行观察，并准备动手制作一个杆秤。
【原理】杆秤是一种测量______的工具。如图甲所示的杆秤有两个提纽，使用_______（填“提纽1”或“提纽2”）杆秤的量程更大一些；
【刻度分析】已知秤杆粗细不均匀，小明通过杠杆平衡原理得知，杆秤刻度是______（填“均匀”或“不均匀”）的；
【制作】如图乙，小明用一根长为1m，分度值为1cm，质量为0.1kg粗细均匀的刻度尺来制作杆秤，制作方法如下：
①他分别在刻度尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔，各穿了一根细绳（质量忽略不计）作为秤钩和提纽；
②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动；
③小明认为秤钩上不挂重物时，移动秤砣，直到杆秤在水平位置平衡，此时秤砣所在的位置应该是杆秤的零刻度线；则该杆秤的零刻度线应该标在刻度尺上______cm的刻度线处。使用该自制杆秤能测量的最大物体质量为_____kg，分度值为_______kg。
【误差分析】若不小心秤砣掉在地上碰掉了一小块，则测量值相比被测物体的真实质量要______（填“偏大”或“偏小”）一些。
【例3】如图所示，戥子是一种微型杆秤，过去的中药房里都用戥子称量中药。为使问题简化，以下不考虑秤杆的重力。已知秤砣的质量为m0，零刻度在提纽右侧、离提纽的距离为l0，秤盘离提纽的距离为l1。当秤盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杆秤水平平衡时，秤砣悬挂点到提纽的距离是l2，则中药的质量是（ ）
次数
动力
动力臂
动力×动力臂
阻力
阻力臂
阻力×阻力臂
1
2
3
实验次数
①
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
0.3
3
0.2
2
4
0.4
8
②
3
5
③
6
0.25
A．0.8kg
B．2kg
C．2.5kg
D．5kg