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杠
杆
——葫芦岛第六初级中学
1、在力的作用下,绕固定点转动的硬棒,叫杠杆。
一、定义
2、五要素
支
点:杠杆可以绕其转动的点O。
动
力:使杠杆转动的力F1。
阻
力:阻碍杠杆转动的力F2。
动力臂:从支点O
到动力F1作用线的距离L1。
阻力臂:从支点O
到阻力F2作用线的距离L2。
画出杠杆各力的力臂
F1
F2
L1
L2
F1
F2
L1
O
L2
O
(4)标示:最后用大括号或箭头勾出力臂,并在旁边写上字母L1或L2。
画法
(1)找点:先确定杠杆的支点O和动力、阻力的方向。
(2)画线:过力的作用点沿力的方向画出力的作用线;
(3)作垂线段:用细实线作从支点O到力的作用线的垂线,画出垂足,则从支点到垂足的距离就是力臂。
请仔细观察如图所示的漫画。究竟小猴和小兔谁分的萝卜重?
在杠杆的使用中,杠杆的平衡状态是一种非常重要的状态。杠杆在满足什么条件时才会平衡呢?
二、平衡条件
1.杠杆的平衡状态:杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡。
保证力臂沿杠杆,便于测量。
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.探究杠杆的平衡条件
(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。
(4)在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力,通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
2.探究杠杆的平衡条件
结论:杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂。
数据分析
次数
动力F1/N
阻力F2/N
动力臂l1/m
阻力臂l2/m
1
0.5
1
0.04
0.02
2
1
4
0.04
0.01
3
1.5
3
0.04
0.02
4
2
8
0.04
0.01
观察如图所示的漫画。究竟小猴和小兔谁分的萝卜重?
三、生活中的杠杆
思考: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?
使用费力的杠杆,有什么好处呢?
思考: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。
分类
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
动力臂小于阻力臂的杠杆
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
4、生活中的杠杆及其分类
1、杠杆及其五要素
2、力臂的画法
3、杠杆的平衡条件
小结
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
C
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
[练一练]
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
[练一练]
4.找出如图指甲刀中的杠杆,并分类
ABC——省力杠杆;
OBD——费力杠杆;
OEF——费力杠杆。
[练一练]
5、如图所示,杠杆在水平位置平衡,下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是( )
A.两侧钩码同时向外移一格
B.两侧钩码同时向内移一格
C.左侧的钩码向内移一格,右侧减去一个钩码
D.在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码
C
[练一练]