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第二课时杠杆的运用【新课导思】垂钓是一项情趣高雅的活动,垂钓使用的钓鱼竿是一种杠杆,这种杠杆有什么特点呢?【目标导学】1.能根据杠杆的使用特点和作用效果等进行分类。2.能够根据力和力臂的关系判断出使用杠杆最省力的情况。【自主预习】由F1l1=F2l2知:(1)当l1l2时,F1__F2,___力___距离。(2)当l1l2时,F1__F2,___力___距离。(3)当l1=l2时,F1__F2,_____力_____距离。省费费省=不省不省知识点一杠杆的分类首先画出图中三个杠杆的动力臂和阻力臂,再完成表格中的其他内容。图形力臂力特点类型参考答案:图形力臂l1l2l1l2l1=l2力F1F2F1F2F1=F2特点省力费距离费力省距离不省力也不省距离类型省力杠杆费力杠杆等臂杠杆【知识拓展】人体中的杠杆1.人的头颅——等臂杠杆:点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用,杠杆的支点在脊柱顶端,支点前后各有肌肉,头颅的重力是阻力。支点前后的肌肉所用的力是动力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长形成低头、仰头动作。2.人的手臂——费力杠杆:人的手臂绕肘关节转动,可以看成是由肌肉和手臂骨骼组成的杠杆在转动。肘关节是支点,肱二头肌所用的力是动力,手拿的重物的重力是阻力,显然我们的前臂是一种费力杠杆,举起一个重物,肌肉要花费约6倍以上的力气。虽然费力,但是可以省距离(少移动距离),提高工作效率。3.走路时的脚——省力杠杆:我们走路抬起脚时,脚就是一个杠杆。脚掌根是支点,人体的重力就是阻力,腿肚肌肉产生的拉力就是动力。4.其他杠杆:如:小腿绕膝盖的转动可看成小腿肌肉和胫骨组成的杠杆;弯腰时,腰部肌肉和脊骨之间形成杠杆;奔跑时,向前跨步,右腿的髂腰肌收缩、臀大肌松弛,使右大腿抬起;股四头肌松弛,股二头肌收缩,使右膝弯曲。仰卧起坐时,上身受到腹肌和上身重力的作用。这些杠杆模型怎样?是哪种类型的杠杆?【示范题1】(2017·六盘水中考)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是()【精讲精析】解答本题的三个关键点:(1)省力杠杆:动力臂大于阻力臂,省力费距离。如瓶盖起子。(2)费力杠杆:动力臂小于阻力臂,费力省距离。如食品夹。(3)等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,不省力不费力,不省距离不费距离。如天平。答案:C【备选例题】(2016·郴州中考)我们身边有许多应用杠杆的实例,以下一定属于省力杠杆的是()【精讲精析】本题考查杠杆的分类。当l1l2,是省力杠杆;l1=l2,是等臂杠杆;l1l2,是费力杠杆。图中,赛艇的桨、剪纸的剪刀是费力杠杆,起瓶器是省力杠杆,而独轮车在推车的时候是省力杠杆,当前轮遇到障碍时,后面的支撑着地,有可能是费力杠杆。答案:C【微点拨】(1)判断杠杆的种类时,杠杆必须处于平衡状态,比较动力和阻力或者动力臂和阻力臂的大小,而不是比较力与力臂的乘积大小。(2)既省力又省距离的杠杆不存在。知识点二杠杆最小力的画法1.最小动力:动力臂最长时,动力最小。2.最长动力臂:支点与动力作用点的连线。3.动力方向:动力与阻力使杠杆运动的方向相反,根据阻力方向,判断动力方向。【示范题2】(2017·锦州中考)如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物,O为杠杆的支点。请在杠杆端点B画出杠杆平衡时所施加的最小动力F1的示意图及其动力臂L1。【精讲精析】本题考查最小力臂作图。在B点施加力,并且垂直OB向上,此时动力臂最大,而阻力、阻力臂一定,由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小;因为阻力方向竖直向下,为使杠杆平衡,则动力方向向上,从O点作动力F1作用线的垂线,可得动力臂L1。答案:如图所示【备选例题】(2016·连云港中考)如图所示,有一个杠杆AOB,可绕O点自由转动,A端吊着一个物体。请画出使杠杆在图示位置静止时最小力F的示意图及其力臂。【精讲精析】本题考查最小力臂作图。连接支点O和动力作用点A,作为动力的最大力臂;从A点作垂直于OA的斜向右上方的线段,即动力F的位置;标出相应的字母符号和力的方向即可。答案:如图所示:【知识拓展】找最长力臂的三种情况求最小动力,就是转化为找最长力臂的问题。找最长力臂,一般分三种情况:(1)在动力的作用点明确的情况下,就是以支点到力的作用点的连线作为力臂,这个力臂最长,过力的作用点作力臂的垂线,正确确定力的方向从而作最小的力。(2)在动力作用点未明确规定时,首先应找出距支点最远的点作为动力作用点,然后再按(1)的步骤完成。(3)在支点不明确的情况下,首先要通过比较找出合适的支点,进而找到动力作用点,再按(1)的步骤完成。【教材图片·考点阐释】命题点杠杆的分类钓鱼竿在使用过程中,钓鱼竿可看成一根杠杆,以左手为支点,右手向上的力为________力,鱼线对鱼竿向下的拉力为________力,动力臂________(选填“大于”“等于”或“小于”)阻力臂,属于________(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。答案:动阻小于费力