杠 杆
人教版八年级物理下册第十二章:简单机械 第1节:
阿基米德(公元前287年—公元前212年),伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家、军事武器制造家,静态力学和流体静力学的奠基人,并且享有“力学之父”的美称。
?阿基米德曾说过:“给我一个支点,我就能撬起整个地球。”
思考:这些工具在工作时有哪些共同的特点?
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。
(2)动力:使杠杆转动的力,用字母 F1 表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用字母 F2 表示。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离,用字母l1表示。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用字母l2表示。
一根硬棒,在力的作用下绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
生活中常见的杠杆
力臂的画法
1.找点:确定支点O。
2.画线:画出力的作用线。
3.作垂线:从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂。
4.标符号:标出垂足、大括号、力臂符号。
延长线要用虚线
练习:画出下列各力的力臂
探究杠杆的平衡条件
1、杠杆的平衡状态:是指杠杆静止或杠杆匀速转动的状态。
2、实验探究杠杆的平衡条件
实验设计:为了便于测量力臂,我们使杠杆处于水平平衡状态,在杠杆的不同位置悬挂不同数量的钩码,当杠杆水平平衡后读出所对应的力臂,根据数据记录进行分析判断。
通过实验可知,杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂, 即:F1×L1=F2×L2
实验结论:
(1)杠杠平衡状态有两种,一种是杠杆处于静止状态,另一种是杠杆处于匀速转动状态;
(2)实验中让杠杆在水平位置平衡,是为了消除杠杆自重的影响,方便测量力臂;
(3)实验时在杠杆两端的钩码数量不能总是一样;
实验注意:
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?
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?
常见的有:撬棒、铡刀、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀、动滑轮等。
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?
使用费力的杠杆,有什么好处呢?
2.费力杠杆:
动力臂小于阻力臂,动力大于阻力。
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。
在生活中,你还发现了哪些工具是费力杠杆?
常见的有:钓鱼竿、镊子、笤帚、划桨、筷子、晾衣杆、理发剪刀、缝纫机的踏板等。
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。
1.下列工具在正常使用中,属于费力杠杆的是( )
2.下列关于杠杆的说法中正确的是( )
A.杠杆必须是一根直棒
B.杠杆一定要有支点
C.力臂必须在杠杆上
D.力臂就是力的作用点到支点的距离
3.下列关于杠杆的说法中,错误的是( )
A.力臂是指支点到力的作用线的垂直距离
B.动力、阻力使杠杆转动方向相反,但他们的方向不一定相反
C.支点可以在杠杆的端点,也可以在力的作用线之间
D.杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和
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