2025年新课程示径学案作业设计九年级物理全一册苏科版第3页答案
5. 如图所示,一个可绕 $ O $ 点转动的杠杆处于静止状态,已知阻力 $ F_2 $ 的方向以及动力 $ F_1 $ 的力臂 $ l_1 $,请在图中补全阻力 $ F_2 $ 的力臂 $ l_2 $ 以及动力 $ F_1 $。

答案


活动一 探究杠杆的平衡条件
1. 合作探究:小组合作,根据上一节课设计的实验方案进行实验,探究杠杆的平衡条件.
2. 归纳总结:杠杆的平衡条件是什么?
3. 互动展示:各小组代表向全班同学展示本小组的实验过程与结论.
4. 阅读教材第 5 页“读一读”内容,了解我国古人对杠杆的研究和应用.

答案

杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F₁l₁=F₂l₂)

解析

通过实验探究,记录多组动力、动力臂、阻力、阻力臂的数据,分析数据得出杠杆平衡时,动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
活动二 比较杠杆
1. 自主探究:画出下面两杠杆的力臂,并根据杠杆平衡条件比较动力与阻力的大小关系.

2. 组内交流.
(1) 上面的两杠杆是省力的,还是费力的? 杠杆的省力或费力与什么因素有关?
(2) 生活中有没有既不省力也不费力的杠杆? 若有,其原理是什么?
3. 归纳总结:从省力与费力的角度,杠杆可分为哪些类型? 分别具有什么特点? 各小组代表向全班同学展示本小组的讨论结果.

答案

1. 左杠杆动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,省力;右杠杆动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,费力。
2.(1)左边省力,右边费力;与动力臂和阻力臂的大小关系有关。
(2)有,如天平;原理是动力臂等于阻力臂。
3. 省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆;省力杠杆省力费距离,费力杠杆费力省距离,等臂杠杆既不省力也不费力。

解析

1.对于左边的杠杆,支点为$C$,动力为$A$点垂直于$AB$向下的力,阻力为$D$点竖直向上的力,从支点$C$分别作动力和阻力作用线的垂线,垂线段的长度即为力臂$L_1$和$L_2$,根据杠杆平衡条件$F_1L_1 = F_2L_2$,由于$L_1\gt L_2$,所以$F_1\lt F_2$,是省力杠杆。
对于右边的杠杆,支点为$O$,动力为$F_1$,阻力为$F_2$,从支点$O$分别作动力和阻力作用线的垂线,垂线段的长度即为力臂$L_1$和$L_2$,根据杠杆平衡条件$F_1L_1 = F_2L_2$,由于$L_1\lt L_2$,所以$F_1\gt F_2$,是费力杠杆。
2.(1)左边的杠杆是省力的,右边的杠杆是费力的。杠杆的省力或费力与动力臂和阻力臂的大小关系有关,当动力臂大于阻力臂时,省力;当动力臂小于阻力臂时,费力。
(2)生活中有既不省力也不费力的杠杆,如天平,其原理是动力臂等于阻力臂,根据杠杆平衡条件$F_1L_1 = F_2L_2$,此时$F_1 = F_2$。
3. 从省力与费力的角度,杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。省力杠杆的特点是动力臂大于阻力臂,省力但费距离;费力杠杆的特点是动力臂小于阻力臂,费力但省距离;等臂杠杆的特点是动力臂等于阻力臂,既不省力也不费力。