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第九章 简单机械
第1节 杠杆
给我一个支点我可以撬动地球!
观察下列工具,思考并讨论其共同特征。
一、认识杠杆
1、受力的作用
2、绕固定点转动
3、比较坚硬
一根硬棒,在力的作用下,能绕着固定点转动的硬棒,叫做杠杆。
力
固定点
硬棒
一、杠杆五要素:
F2阻力
L1动力臂
L2阻力臂
动力作用线
阻力作用线
O支点
杠杆绕着转动的固定点
使杠杆转动的力
阻碍杠杆转动的力
支点到动力作用线的垂直距离
支点到阻力作用线的垂直距离
F1动力
支 点(o):杠杆绕着转动的点
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
O
l1
F1
l2
F2
1.找支点
2. 作力的作用线
3. 作力臂
作力臂的方法:
o
F1
F2
L1
L2
二、杠杆的平衡条件:
动力 动力臂 = 阻力 阻力臂
F1 ×L1 = F2× L2
=
(L1和L2的单位相同)
·
F1
F2
O
l1
l2
倾斜状态时力臂不好测量
便于测量力臂
O
l1=9m
l2=6cm
F1=200N
F2
例题1:
由F1l1=F2l2 得:
解:
F2
=
F1 l1
l2
=
200N×9m
0.06m
=3×104N
m
=
F2
g
=
10N·kg—1
3×104N
=3×103kg = 3 t
F1
F2
动力臂L1
阻力臂L2
O
由 F1L1=F2L2
∵L1 〉L2
∴F1〈 F2
这是省力杠杆
省力杠杆
三、杠杆的应用
h
S=4h
O
F2
F1
A
B
F2
F1
A’
B’
省力,费距离(动力比阻力的作用点
多移距离)
省力杠杆的特点
省力杠杆
F2
F1
动力臂L1
阻力臂L2
O
由 F1L1=F2L2
∵L1 〈 L2
∴F1 〉 F2
这是费力杠杆
费力杠杆
F2
F1
S=h/4
h
A’
B’
A
B
F2
F1
O
费力,省距离(动力作用点移动距离少)
费力杠杆的特点
费力杠杆
F2
F1
动力臂L1
阻力臂L2
O
由 F1L1=F2L2
∵L1 = L2
∴F1 = F2
这是等臂杠杆
不省力,也不省距离
等臂杠杆的特点
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
概念 动力臂大于阻力臂的杠杆 动力臂小于阻力臂的杠杆 动力臂等于阻力臂的杠杆
特点 省了力,但费了距离 费了力,但省了距离 不省力也不费力
实例 撬棒、铡刀、瓶起子、 镊子、理发剪刀 天平
三类杠杆的对比
火眼金睛分杠杆