我国古代的杠杆
捣谷的舂
古埃及金字塔的建设
它们工作时有什么共同特征?
思考:杠杆有什么共同特征
有力的作用
绕固定点(支点)转动
硬棒
1、杠杆:在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬棒.
一、认识杠杆
①支点:
②动力:
③阻力:
④动力臂:
⑤阻力臂:
2.杠杆的五要素:
固定不动的点O
使杠杆转动的力F1
阻碍杠杆转动的力F2
支点到动力作用线的距离l1
支点到阻力作用线的距离l2
动力和阻力都是杠杆受到的力,作用点都在杠杆上。
F1
F2
l1
L2
O
画出各力和力臂
3、画力臂的方法:
(1)找支点。
(2)画力的作用线(可以向两端恰当延长,延长线用虚线)。
(3)从支点向力的作用线作垂线(虚线),垂线段的长即力臂。虚线+大括号+力臂符号
注意:
1、力的作用线需要延长时,延长部分一定要用虚线。
2、统一:力臂都用虚线带大括号。
画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
F1
F2
L1
L2
O
F1
F2
L1
L2
O
O
F1
F2
O
F2
F1
L1
L2
画出下图杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
如图所示的杠杆中,动力的力臂用L表示,图中所画力臂正确的是( )
D
实验探究:
⑴问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡?
⑵猜想:杠杆的平衡是由动力、阻力、
动力臂和阻力臂共同决定。
杠杆平衡:当杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。
(1)调节:调节平衡螺母,使杠杆水平平衡。
O
O
A
A
问题:为什么要调节杠杆在水平位置平衡?
(便于测量力臂)
杠杆水平平衡时,力臂刚好等于支点到力的作用点的距离,这时可从杠杆上直接读取力臂。
(2)给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。
(3)测出杠杆平衡时的动力臂和阻力臂。
(4)把F1、F2、l1、l2的数值填入表格中。
(5)改变动力和动力臂的大小,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验。
(6)结论:杠杆的平衡条件是
动力×动力臂=阻力×阻力臂
次数 动力F1/N 动力臂l1 /m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
…
⑸杠杆平衡条件:
F1l1=F2l2
①力与力臂成反比:
②阿基米德发现,也叫杠杆原理。
3.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?
l1
1.省力杠杆:
省力,费距离。
l1 >l2
F1<F2
F2
l2
F1
l1
O
1.省力杠杆:l1>l2,F1<F2
特点:省力、费距离
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
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:l1<l2,F1>F2。
特点:费力,省距离
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。
思考:什么情况下,人们会选用费力杠杆? 使用费力杠杆有什么好处?
当阻力比较小时,人们会选用费力杠杆。
使用费力杠杆会省距离,很方便。
3.等臂杠杆:L1=L2,F1=F2。
特点:既不省力也不省距离
物理实验室中,我们使用的天平就是等臂杠杆。
3.杠杆的种类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。
L1>L2,F1(动力<阻力)
L1F2
(动力>阻力)
L1=L2,F1=F2
(动力=阻力)
省力
省距离
既不省力也不省距离
费距离
费 力
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
等臂杠杆
费力杠杆
请对下列器具应用的杠杆进行分类:
省力杠杆
费力杠杆
省力杠杆
费力杠杆
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
O
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
竖直向上
2 N
2.如图所示,保持杠杆始终水平平衡,沿虚线方向改变弹簧测力计的拉力方向,弹簧测力计示数会变化吗,为什么?
学生实验
拉力先变小后变大
力臂先变大后变小
1
2
3