第十二章 第1节 杠杆
一、杠杆
1.在物理学上,将一根在力的作用下可绕一
固定点转动的硬棒(直棒或曲棒),叫做
杠杆。
想一想:生活中还有哪些是杠杆?
钳子
订书机
钓鱼杆
扫
帚
筷子
托盘天平
独轮车
铁锨铲士
2.关于杠杆的几个名词(杠杆“五要素”)
O
F1
l1
l2
F2
O
F1
F2
l1
(1)找支点;
(2)画出力的作用线;
(3)从支点作力作用线
的垂线。
3.画力臂
l2
(4)标力臂。
【通关金钥匙】 画杠杆力臂“四步法”
如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,F1表示手对钓鱼竿的作用力,F2表示鱼线对钓鱼竿的拉力,请在图中画出力F1、F2的力臂L1、L2。
动动手
如图所示杠杆OBA处于平衡状态,请分别画出力F1的力臂l1和力F2的力臂l2。
动动手
画出图中杠杆各力的力臂
动动手
二、杠杆的平衡条件:
2.探究杠杆的平衡条件
1.杠杆平衡:杠杆在动力和阻力作用下静止(或匀速转动)时,我们就说杠杆平衡。
保证力臂沿杠杆,便于测量力臂。
问题:杠杆在满足什么条件时才会平衡?
实验操作:
(1)调节平衡螺母,使杠杆水平平衡。
问题:为什么要调节杠杆在水平位置平衡?
(2)杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆水平平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
(3)改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验。
杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂。
次数 动力F1/N 阻力F2/N 动力臂l1/m 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
O
l1=9 m
l2=7 cm
F1=200 N
F2
例题:
由F1l1=F2l2 得:
解:
=2.57×104 N
m
=
G
g
=2.57×103 kg = 2.57 t
F2
g
=
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?
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?
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:
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。
1.下列工具在正常使用中,属于费力杠杆的是
( )
A.启瓶器
B.切纸铡刀
C.食品夹
D.羊角锤
C
2.如图,杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧挂钩码
处各增加一个质量相同的钩码,杠杆会( )
A.左端下降 B.右端下降
C.仍然平衡 D.无法判断
A
3.两个小孩在跷跷板上恰好水平平
衡,此时( )
A.两个小孩的质量相同;
B.两个小孩到支点的距离一定相等;
C.两个小孩重力一定相等;
D.两个小孩的重力和这两个小孩各自
到支点的距离的乘积相等。
D
4.作用在杠杆上的阻力和动力之比
是4:1,则要使杠杆平衡,动力
臂和阻力臂之比是( )
A. 4:1 B. 1:4
C. 1:1 D. 不能确定
A
5.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
6.如图所示,画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F的示意图和对应的力臂。
7.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
一、杠杆及五要素
二、杠杆的平衡条件: F1·l 1=F2·l2
三、杠杆的应用:
杠杆:在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒。
五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
1.省力杠杆:动力臂大于阻力臂,动力小于阻力
2.费力杠杆:动力臂小于阻力臂,动力大于阻力
3.等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,动力等于阻力
§12.1 杠杆