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物理 九年级上册 江苏科技版
第十一章 简单机械和功
一、 杠 杆活动一:用起子开盖子活动二:认识各种工具杠杆 一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。杠杆的五要素支点:杠杆绕着转动的点。力:作用在
杠杆上的力动力:使杠杆转动的力阻力:阻碍杠杆转动的力力臂:从支点到力的作用线的距离动力臂:从支点到动力作用线的 距离。阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。杠杆的五个要素一找支点 ,二画线(力的作用线),三定距离(力臂的长)。力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到力的作用点的距离。杠杆的力臂不一定在杠杆上。力的作用线是指通过力的作用点沿力的方向所画的直线。作用在杠杆上的力,若作用点不变,但作用力的方向改变,力臂一般也改变,力的作用效果也不同。画杠杆力臂的方法F1OL1L2F3F2L3力臂的两种表示方法:大括号和箭头怎样画杠杆的力臂 点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(如图),杠杆的支点在脊柱之顶,支点前后各有肌肉,头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长,就形成低头仰头动作,从图中可以看出来低头比仰头要省力。人体内的杠杆 当曲肘把重物举起来的时候,手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点,支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆,举起一份的重量,肌肉要化费6倍以上的力气,虽然费力,但是可以省距离。人体内的杠杆 当你把脚尖翘起来的时候,是脚跟后面的肌肉在起作用,脚尖是支点,体重落在两者之间。这实际上是一个省力杠杆(如图),这时肌肉的拉力比体重要小。人体内的杠杆 如果你弯一下腰,肌肉就要付出大约1 200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆是一个费力杠杆(如图)。 我们长期弯腰工作时,往往感到腰部酸疼,就是肌肉被拉伤的缘故。人体内的杠杆活动三:观察自行车和剪刀实验:探究杠杆平衡条件活动四:杠杆的平衡实验过程实验注意事项:
1、在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆水平平衡。
2、挂钩码后,不能再动平衡螺母。
3、读数时,杠杆仍要求是处于水平平衡状态,以便直接读出力臂的长度。步骤1,为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡?提问:答:在做“研究杠杆的平衡条件”的实验时,杠杆有一定的重力,为保证实验中杠杆的平衡条件:动力×动力臂等于阻力×阻力臂成立,必须使杠杆的重力(包括两端的平衡螺母的总重力)乘以其力臂为零。调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,就是要保证杠杆的总重力乘以其力臂为零,同时为了实验时方便在杠杆上直接读出力臂。步骤2,为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使杠杆在水平位置重新平衡?
答:杠杆只有在水平位置平衡,量得支点到钩码的距离就是力臂,此时杠杆如果不水平,则支点到钩码的距离就不是力 臂。使杠杆在水平位置重新平衡,目的是从杠杆上的刻度 值直接读出力臂的长度.杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
即:杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积.F1L1=F2L2实验结论实 验观察实验,完成下列表格。1结论:比较下列杠杆的动力臂和阻力臂的大小例题1:如图,一轻质杆OA一端固定在竖直墙上,可绕O点转动,已知0A=0.3 cm,OB=0.2 cm,在A点处悬挂一重物G,质量为2 kg,若在B处施一竖直向上的拉力F,使杠杆在水平线上平衡,此时拉力F为多少?
答案:10N例题2:如图,OB=2BA,物体重为60 N,不计杠杆自身重力,绳与杆的夹角为30 ℃,则绳的拉力为多少?
答案:80N例题3:如图,杠杆上标有刻度,GB=5 N,GA=8 N,杠杆水平平衡时,A物体对杠杆的拉力是多少牛顿?此时A物体受到地面对它的支持力为多少?答案:A物体对杠杆的拉力是6.25N;此时A物体受到地面对它的支持力为1.75N