科学九年级上册第4节 简单机械教学设计

这是一份科学九年级上册第4节 简单机械教学设计，共11页。教案主要包含了杠杆及五要素，力臂的画法，杠杆的分类，杠杆的平衡条件，杠杆的最小力分析等内容，欢迎下载使用。
  九年级上册科学竞赛辅导教学案第1讲 简单机械 杠杆（基础）一、杠杆及五要素1．关于杠杆，下列说法正确的是（　　）A．只有直的硬棒才是杠杆                B．使用杠杆一定省力  C．力臂就是支点到力的作用点的连线    D．既省力又省距离的杠杆是不存在的2．若杠杆的动力臂为L1，阻力臂为L2，支点与动力作用点之间的距离为S，则对任何杠杆而言，都不可能成立的关系式是（　　） A．L1＞L2  B．L1＜L2  C．L1＞S  D．L1＜S3．在铁路道口常设有如图所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸．与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸．对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是（　　）A．常闭型道闸，重心应在O点右侧  B．常开型道闸，重心应在O点右侧  C．常闭型道闸，重心应在O点左侧  D．常开型道闸，重心应在O点左侧4．如图，开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，在图中能正确表示开瓶盖时，杠杆的支点、动力和阻力的是（　　）A． B． C． D．5．将扫帚把横放在水平放置的支架上，恰使它在支架上能保持水平平衡，如图所示．下列说法正确的是（　　）A．O点为扫帚的重心，O点左侧较重  B．O点为扫帚的重心，O点右侧较重  C．O点为扫帚的重心，O点左、右两侧一样重  D．O点不是扫帚的重心，但O点左、右两侧一样重6．下图是筷子夹菜时的杠杆示意图，其中的一只筷子受阻力和动力方向都正确的是（　　） A．  B．  C．  D．7．杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用．护城河上安装的吊桥就是一个杠杆，由图可知，它的支点是　___　点（选填“A”、“B”或“C”），在将吊桥匀速拉起的过程中，人所用拉力大小的变化情况　　．在图中画出动力臂8．把铁锨看作费力杠杆，在图所示的A、B、C三点中，支点是　　点，动力作用点是　点，阻力作用点是 　点．9．如图是一种健身器械，AOB可视为一个杠杆，0是它的支点．（1）小明用力向下拉杠杆时，重物被抬起．此时AOB是一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆．（2）他想更容易抬起重物，应该将手______　 （选填“靠近”或“远离”）O点，这是因为增大了_______．
二、力臂的画法1．如图所示为一种树木扶正器．将扶正器的B端放在地面上，通过收紧带与树根部C保持一定距离．A端固定在树干上，利用液压装置产生一个推动树干的力，那么，在扶正到如图位置时，树干A点（　   ） A．受到沿BA方向的推力  B．受到垂直于AB方向的推力  C．所受推力的力臂为AB  D．所受推力的力臂为B2．如图所示，在图中分别画出力F1和F2对支点0的力臂L1和L2．   
三、杠杆的分类1．下图所示的用具中，属于费力杠杆的是（　　） A．    B．    C．    D．起子               钢丝钳                   剪刀                     镊子2．如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是（　　）A．以B为支点的费力杠杆  B．以B为支点的省力杠杆  C．以A为支点的费力杠杆  D．以A为支点的省力杠杆3．用如图所示的撬棒撬起一块石头时，这根撬棒属于什么杠杆？（　　）A．省力杠杆  B．费力杠杆  C．等臂杠杆  D．无法判断4．下列杠杆中属于费力杠杆的是（　　） A．剪刀剪纸    B．起子开瓶    C．镊子夹物  D．钳子剪导线5．如图所示，是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是（　　）A．ABC是一个省力杠杆  B．D处刀刃较薄，可以增大压力  C．杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦  D．指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆6．如图所示的剪刀中，要剪开较硬的物体，使用哪种最合适？（　　） A． B．C．D．7．下列生活用具中，使用时属于省力杠杆的是（　　） A．   B．   C．   D．筷子            核桃夹              碗夹           面包夹9．图中所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（　　） A． B． C． D．撬棒                羊角锤         核桃夹               食品夹
10．农村保留一种“舂米对”的古代简单机械，其示意图如图所示．使用这种装置时，人在A端用力把它踩下后立即松脚，B端就会立即下落，打在石臼内的谷物上，从而把谷物打碎，下列说法正确的是（　　）A．是省力杠杆，B端下落过程重力势能转化为动能  B．是省力杠杆，B端下落过程动能转化为重力势能  C．是费力杠杆，B端下落过程动能转化为重力势能  D．是费力杠杆，B端下落过程重力势能转化为动能 11．如图所示，在用杠杆撬石头的过程中，该杠杆属于　_________　杠杆（选填“省力”、“费力”或“既不省力也不费力”）．在用力方向不变的情况下该人想用更小的力撬起石头，那么他的手应该向　_________　支点O（选填“远离”或“靠近”）方向移动． 12．如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，请完成下列问题：（1）在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂l2；（2）钓鱼竿属于　_________　  杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）． 13．如图是搬运泥土的独轮车，独轮车属于　_______　杠杆（选填“省力”或“费力”）．设车箱和泥土的总重G=1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是　_____　m，F的大小至少是　______　N． 14．皮划艇是我国奥运优势项目之一，比赛中（如图），运动员一手支撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划桨，此时的船桨是　_________　（填“省力”或“费力”）杠杆；运动员用力向后划水，皮划艇就快速前进，这说明力的作用是　_________　的．16． 2008年5月12日，四川汶川发生8.0级地震，救援队员利用各种器材展开抢险救灾工作．                                （1）利用如图所示的钢丝钳，救援队员把钢筋剪断，钢丝钳是 　_________　（选填“省力”或“费力”）杠杆．（2）使用撬棒，救援队员把滚落公路上的石块撬起，如图所示，若救援队员在撬棒D点沿DM的方向用力撬起石块1，撬棒的支点是 　_________　点．（3）用生命探测仪，救援队员可以找到∪埋在废墟中的幸存者．生命探测仪有多种，其中“可视生命探测仪”是利用光纤把细小的摄像探头深入废墟的缝隙中，光信号在光纤内经多次 　_________　（选填“反射”或“折射”）传送回来，救援队员在显示屏上就可以把废墟深处的情况看得清清楚楚．（4）地震后，为了防止传染病的发生，防疫人员将消毒液喷洒在可能发生疫情的地方，过一会儿，没有喷洒药水的地方也能闻到药味，这种现象说明 　_______________　
四、杠杆的平衡条件1．如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面．则（　　） A．F甲＞F乙，因为甲方法的动力臂长  B．F甲＜F乙，因为乙方法的阻力臂长  C．F甲＞F乙，因为乙方法时阻力臂短  D．F甲=F乙，因为动力臂都是阻力臂的2倍   2．如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是（　　）A．将左右两边的钩码均向外移动一格  B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变  C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变  D．将左边的钩码向里移动一格，同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变  3．如图，轻质杠杆两端悬挂同种材料制成的大小不同的金属球时，杠杆平衡．把它们同时浸没在水中，杠杆仍然平衡，则（　　）A．两球都是实心的          B．大球实心，小球空心  C．大球空心，小球实心     D．两球都空心，且空心部分体积相同  4． 60kg的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图所示的平衡状态．由此可估测球的质量约为（　　） A．20kg  B．30kg  C．60kg  D．120kg   5．园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近，这样做的目的是为了（　　）A．增大阻力臂，减小动力移动的距离  B．减小动力臂，减小动力移动的距离  C．增大动力臂，省力                D．减小阻力臂，省力          6．如左图所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示．据图可知金属杆重（　　）       A．5N  B．10N  C．20N  D．40N7．两个小孩坐在跷跷板上，当跷跷板处于平衡时（　　）A．两个小孩的重力一定相等  B．两个小孩到支点的距离一定相等  C．轻的小孩离支点近一些      D．重的小孩离支点近一些8．如图所示，均匀木棒AB长为1m，水平放置在O、O′两个支点上，已知AO、O′B的长均为0.25m，若把B端竖直向上稍微抬起一点距离，至少要用力20N，则下列说法中不正确的是（　　）A．木棒自重60N  B．若把B端竖直向下秒微压下一点距离至少要用力60N  C．若把A端竖直向上稍微抬起一点距离至少要用力40N  D．若把A端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力60N9．如图所示杠杆处于平衡状态，若使弹簧测力计的示数变为原来的，要保持杠杆仍然平衡，可以（　　）A．减少一个钩码       B．减少二个钩码  C．减少三个钩码    D．把钩码向左移一个小格10．如图所示，绳子OO′悬吊着质量忽略不计的杆，在杆的a点挂上重物G，在O右侧某点b处挂上钩码．重物G的质量及a到O的距离不变，要使杆保持水平，b点挂的钩码个数（各个钩码质量相同）和b到O的距离的关系是图中哪一幅（　　） A．  B．  C．  D．  11．如图为某种吊车的工作示意图．利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直．下列关于这个吊车的有关说法正确的是（　　）A．吊臂是一个省力杠杆  B．使用这种吊车，好处是可以少做功  C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小保持不变  D．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
12．如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦桔杆，使其静止在水平方向上，O为麦桔杆的中点．这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从O点分别向着麦桔杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦桔杆在水平方向始终保持乎衡，则（　　）A．两蚂蚁的质量一定相等   B．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等  C．两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等  D．两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等13．如图所示，是用道钉撬撬道钉的示意图．当道钉对道钉撬的阻力F2是4000N时，要把道钉撬起，需要的动力F1最小为（不计道钉撬重）（　　）A．20N  B．200N  C．2000N  D．20000N14．如图是一个质量分布均匀的物体，现用细线将物体悬挂起来，物体在水平位置平衡．如果在悬挂处沿竖直方向将物体分成左右两部分，则（　　）A．左边部分质量较大  B．右边部分质量较大  C．两边质量一样大  D．无法比较15．如图所示的轻质杠杆，AO 小于 BO．在 A、B 两端悬挂重物 G1 和 G2后杠杆 平衡，若将 G1 和 G2 同时向支点 O 移动相同的距离，则（　　）A．杠杆仍保持平衡       B．杠杆的A端向下倾斜  C．杠杆的B端向下倾斜  D．无法判断16．如图所示，A点的弹簧测力计无论是竖直向下还是倾斜向下都可以使杠杆水平，由杠杆的平衡条件可知（　　）A．倾斜拉动，弹簧测力计的示数较大  B．竖直拉动，弹簧测力计的示数较大  C．两种方法弹簧测力计的示数相等  D．无论弹簧测力计怎样拉动，弹簧测力计的示数都小于物重17．如图所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上．当在B端加竖直向下的作用力F=30N时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直．已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为（　　）A．80N  B．60N  C．40N  D．20N18．一根长为L、重为G的均匀木条，支在中间刚好平衡，如果在左端锯下全长的，叠放在左端剩余部分的上面，如图所示，则（　　）A．仍平衡  B．左端下沉  C．右端下沉  D．无法确定 19．如图，用始终垂直于与木头的力F将木头缓慢地抬起，在抬起的过程中，力F大小将（ 　）A．不变  B．渐渐变小  C．渐渐变大  D．先变小后变大     20．如图是电信工人竖立电线杆工作过程的示意图，将电线杆AB的下端A支在要竖起位置的空穴中，拉线拴在杆上的P点，PA的长度与定滑轮O离地面的高度OC相等．若用l表示拉线对电线杆的拉力F的力臂，则在将杆慢慢拉起至杆立直的过程中，l的变化以及乘积Fl的变化情况是（　　）A．l始终在增加，Fl始终在增加  B．l先增加后减小，Fl始终在减小  C．l始终在增加，Fl始终在减小  D．l先减小后增加，Fl先减小后增加  21．如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N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的大小是　_________　，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将　_________　（选填“变大”、“变小”或“不变”）． 22．为了寻找“手臂上的杠杆”做了如下实验，小明右手拿着书，先让手下垂，左手掌贴着右上臂的前部（肱二头肌），将右下臂慢慢抬起到水平位置，他感觉到右上臂的肱二头肌越来越紧张．请你结合如图所示，利用杠杆原理解释产生这一现象的主要原因　_________　． 23．某同学在做单臂俯卧撑运动，如图所示．他的重心在A点，所受重力为520N，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为　_________　N． 24．我们在学习杠杆原理时知道阿基米德有一句豪言壮语“给我一根杠杆和一个支点，我就能撬动地球”，如图．小刚同学对此产生了疑惑，他查阅了有关资料，知道地球的质量为6×1024kg．并且假设支点距地球1m，阿基米德给杠杆的最大压力为600N，则阿基米德需要一根约为　_________　m的轻质杠杆．即使他以100km/h的速度（相当于小汽车在高速公路上的速度）匀速下压杠杆，要将地球撬起1cm，也需要　_________　年（1年约为104小时）．小刚据此指出这一豪言壮语是不可能实现的．（g取10N/㎏）根据杠杆原理，请大家举出生活中常见的杠杆：如省力杠杆有　_________　，费力杠杆有　_________　，等臂杠杆有　_________　．（只需要举出一种即可
25．如图所示，两位同学用一根轻竹棒抬重物．乙同学为了减轻甲同学的负担，请你写出一种合理的做法　_________　，假如乙同学要承担3/5的力，那么甲同学的肩头到重物挂点O的距离与乙同学的肩头到重物挂点O的距离之比是　_________　． 26．在人体中有许许多多杠杆，甚至踮一下脚尖都是人体杠杆在起作用．如图所示，人以　_________　（填字母）为支点，通过小腿腓肠肌用力，踮起脚尖，按杠杆的分类，这是一个　_________　杠杆（填“省力”或“费力”）．小明体重为600N，当小明踮起脚尖时，假设体重落在“杠杆”中心，则两腿肌肉共用力至少　_________　N．              27．某科学兴趣小组利用硬棒（质量一可忽略不计）、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件．如图所示，在C处挂一待测物体B，当重为8牛的物体A挂在D处时，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得OC为6厘米，OD为18厘米．（1）此时物体 B 的重力是多少牛？（2）保持O点位置和物体A的重力不变，在C处挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆．问该杠杆的刻度是否均匀？请说明理由．  实验次数x/mF/N10.52021.01031.56.742.0552.54 28．如图，长3.0m、重10N且密度不均匀的金属杆，可绕O点在竖直平面内自由转动．现用竖直向上的拉力F使金属杆保持水平，测出O点到拉力F的距离及F的大小，再改变拉力F作用点的位置，测出相应的F与x的大小，所得实验数据如下表． 求（1）由表中数据可得F与x之间成　_________　关系（2）金属杆重心到O点的距离为多少？（3）若测力计量程为25N，则应控制x在什么范围内变化？
 29．建筑工地使用的起重机如图所示．0B长为15m，0C长为25m，0C段上有一个可移动的滑轮组，A端装有配重，不计滑轮组的重力及摩擦，g取10N/kg．当滑轮组在B点时，能安全起吊的重物的最大质量是800kg．（1）当滑轮组移到C点时，求能安全起吊的重物的最大质量．（2）当起重机将800kg的重物匀速升高8m，用了10s．求滑轮组上钢丝绳的拉力的功率．     30．某工厂设计了一个蓄水池，如图所示，水源A罐的液面高度h1=3m，且保持不变．罐底有一个小出水口，面积为S1，S1=0.1m2．孔下通过一个截面积为S2活塞与杠杆BC相连，S2=0.24m2．杠杆可绕B端上下转动，另一端有一个中空的圆柱体浮子，横截面积为S3，S3=0.8m2，BO是杠杆总长．原设计打算当杠杆水平时，浮子浸入水深为h2，h2=0.7m，活塞恰好能赌住出水口，但在使用时发现，活塞离出水口尚有一小段距离时，浮子便不再上浮，此时浮子浸入水深为h3，h3=1m，为了使活塞自动堵住出水口，只得将浮子的质量减去一部分，设减去的质量为m′．（g取10N/kg，杠杆水平时，认为BO仍是杠杆总长，活塞及连杆和杠杆的质量均不计，杠杆所受浮力不计，浮子浸入水中体积变化引起的蓄水池液面变化忽略不计．）试求（1）活塞应上升的高度是多少；（2）浮子应减去质量m′是多少．
 五、杠杆的最小力分析1．如图是用羊角锤撬起钉子的示意图．为了撬起钉子，分别用四个力作用在锤柄的末端，其中最小的力是（　　） A．F1  B．F2  C．F3  D．F42．汶川地震中，滚滚的山石挡住了道路．增援人员要用撬棒撬开山石，分别沿如图所示的四个方向用力，其中最省力的是（　　） A．沿F1方向  B．沿F2方向  C．沿F3方向  D．沿F4方向3．如图所示，要将一圆柱体重物推上台阶，最小的作用力应是（　　）A．F1  B．F2  C．F3  D．F44．在图中，若要让杠杆在如图位置平衡，要使所加力最小，该力应（　　）A．沿F1方向 B．沿F2方向  C．沿F3方向 D．以上各个方向都可以5．如图所示，唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶．设图中圆桶重为1000N，半径为50cm，台阶高为20cm，唐师傅至少要用　_________　N的力才能将这油桶推上台阶，他把油桶推上台阶的过程中至少要做　_________　J的功．6．案秤是日常生活中常用来测质量的一种器材，如图所示，其实它的实质是一个不等臂杠杆，它的工作原理是　_________　．称量时，若在秤盘下粘了块泥，称量的结果比实际质量　_________　（填“大”“小”）；若秤砣磨损了，称量结果比实际质量　_________　．