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1. 杠杆
复杂机械都是由简单机械组成的
这是最常用的工具,它是根据杠杆原理制造的 .
最简单的机械——杠杆
第十二章 简单机械
第一节 杠杆
它们都是杠杆,有什么共同特点?
一根硬棒,在力的作用下能绕着
固定点O转动,这根硬棒就是杠杆
1 .
2 .
3.
固定点
绕固定
点转动
硬棒
归纳结论
共同点:
一、杠杆的概念:
O
O
O
F1
F1
F2
F2
F2
O
l1
l2
支点
动力
阻力
动力臂
阻力臂
二、杠杆的五个要素
动 力(F1):促使杠杆转动的力
阻 力(F2):阻碍杠杆转动的力
动力臂(l1):从支点到动力作用线的垂直距离
阻力臂(l2):从支点到阻力作用线的垂直距离
(力的作用线:过力的作用点,沿力的方向的直线)
这些概念很重要
支 点(o):杠杆绕着转动的点
F1
F2
l1
l2
O
画出各力和力臂
(1)辨认杠杆,找出支点、动力和阻力;
(2)过力的作用点沿力的方向画出力的作用线.
(3)从支点作出到力的作用线的垂直线。
画杠杆五要素的方法是:
提问:什么是力臂?
回答:力臂是支点到力的作用线的
垂直距离。
思考讨论:
1 力臂一定在杠杆上吗?
答:不一定
想一想
F1
F2
L1
L2
2 杠杆是否都是直的?
答:杠杆可以是直的,也可以是弯的,但必须是硬的
三 杠杆的平衡
1、提问:
什么是杠杆的平衡?
归纳结论:
当杠杆在动力和阻力的作用下
静止时,或作缓慢地匀速转动
时,我们说杠杆平衡了。
怎样用杆秤称量
物体的质量?
O
l1
l2
F1
F2
2、实验探究:杠杆的平衡条件
(1)提出问题:
杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、
阻力臂之间存在着怎样的关系?
调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时平衡
·
F1
F2
O
l1
l2
倾斜状态时力臂不好测量
便于测量力臂
为何要让杠杆在水平位置平衡?
(3)制定计划、设计实验:
(4)进行实验与收集证据
实验次数 F1/N l1/m F2/N l2/m
1
2
3
实验表格
(2)猜想与假设:
假设一:
假设二:
假设三:
假设四:
F1+l1=F2+l2
F1–l1=F2–l2
F1/l1=F2/l2
F1 · l1=F2 · l2
(5)结论:杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力 × 阻力臂
用字母表示为: F1l1=F2l2
或
当杠杆平衡时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之一
例:一根杠杆动力臂与阻力臂之比是3:2,要使杠杆平衡,则动力与阻力之比是______。
2001年,在杭州动物园内,一位物理老师利用杠杆科原理,仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。
O
F1
F2
l1
l2
测量时利用了一根长度为10m的槽钢作为杠杆。如图,吊钩固定点O为支点。弹簧测力计示数F1为200N。测得动力臂、l1为9m,阻力臂l2为6cm。若不计槽钢和铁笼的质量,请估算大象的质量。g取10N/kg。
练习
l1=3l2,F1是F2的___倍。
F1:F2=2:5,l1:l2=____。
l1:l2=4:3,F2=60 N,F1=___。
F1=15 N,F2=75 N,l1=15 cm,l2=__。
三、生活中的杠杆:
请仔细观察,利用撬棒撬石头时,它的动力臂和阻力臂,哪个更长呢?我们在使用时,是省力了?还是费力了呢?
F1
F2
l1
l2
o
1.省力杠杆:
动力臂大于阻力臂,动力小于阻力。
在生活中,你还发现了哪些工具是省力杠杆?
我们在使用省力杠杆时,得到了省力的利益,同时我们又付出了怎样的代价呢?
o
使用费力的杠杆,有什么好处呢?
请注意观察,赛艇的船浆在划水时,它的动力臂和阻力臂,哪个更长呢?我们在使用时,是省力了?还是费力了呢?
2.费力杠杆:
动力臂小于阻力臂,动力大于阻力。
在生活中,你还发现了哪些工具是费力杠杆?
使用费力杠杆,虽然费了力,但却省了动力作用点移动的距离。
3.等臂杠杆:
动力臂等于阻力臂,动力等于阻力。
物理实验室中,我们使用的天平就是等臂杠杆。
托盘天平
物理天平
1.下列工具在正常使用中,属于费力杠杆的是
( )
[练一练]
A.启瓶器
B.切纸铡刀
C.食品夹
D.羊角锤
2.小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时,他把杠杆挂在支架上,发现左端向下倾斜。
(1)若使杠杆在 位置平衡,需把平衡螺母向
端调节。
(2)如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码,则在B处要挂 个同样的钩码,杠杆才能重新位置平衡。
(3)若在C处挂6 N的钩码,用弹簧测力计作用在B点,要使杠杆在水平位置平衡,最小拉力的方向应该 ,此时弹簧测力计的示数为 。
水平
右
2
O
A
C
B
竖直向上
2 N
3.如图所示,分别沿力F1、F2、F3、的方向用力,使杠杆平衡,关于三个力的大小,下列说法正确的是( )
A.沿F1方向的力最小
B.沿F2方向的力最小
C.沿F3方向的力最小
D.三个力的大小相等
B
F3
F1
F2
O
L1
L3
L2
4.一根粗细均匀的木棒重500 N,一头着地,求:抬起另一端所需最小的力有多大?
课堂小结
杠杆的概念
杠杆平衡的条件
杠杆的分类
O
谢 谢